Bài 32: Hợp chất sắt

I. HỢP CHẤT SẮT (II)

Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử.

1. Sắt (II) oxit (FeO)

• Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước, không có trong tự nhiên.

• FeO tác dụng với dung dịch HNO₃ được muối sắt (III).

Phương trình ion rút gọn như sau:

3FeO  +  NO₃^-  +  10H⁺  →  3Fe³⁺  +  NO  +  5H₂O

• Điều chế: dùng H₂ hay CO khử sắt (III) oxit ở 500^oC:

Fe₂O₃   +   CO   \(\underrightarrow{t^o}\)   2FeO   +   CO₂

2. Sắt (II) hidroxit (Fe(OH)₂)

• Là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước.
• Trong không khí Fe(OH)₂ dễ bị oxi hóa thành Fe(OH)₃ màu nâu đỏ.
• Tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa màu trắng hơi xanh, rồi hóa nâu đỏ.

Fe²⁺ + 2OH^- → Fe(OH)₂↓ (trắng xanh)

4Fe(OH)₂  +  O₂   +   2H₂O  →  4Fe(OH)₃

Vì vậy, muốn có Fe(OH)₂ tinh khiết phải điều chế trong điều kiện không có không khí.

3. Muối sắt (II)

Muối sắt (II) dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III) bởi các chất oxi hóa.

FeCl₂   +   Cl₂  →   2FeCl₃

Điều chế: cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)₂) tác dụng với HCl hoặc H₂SO₄ loãng:

Fe  +  2HCl  →  FeCl₂  +  H₂

FeO  +  H₂SO₄  →  FeSO₄  +  H₂

Chú ý: dung dịch muối sắt (II) điều chế được cần dùng ngay, vì trong không khí muối sắt (II) sẽ chuyển dần thành muối sắt (III).

II. HỢP CHẤT SẮT (III)

Trong các phản ứng hóa học, ion Fe³⁺ có thể nhận 1 hoặc 3 electron để trở thành ion Fe²⁺ hoặc Fe. Như vậy, tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (III) là tính oxi hóa.

1. Sắt (III) oxit Fe₂O₃

• Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước.

• Là oxit bazơ, dễ tan trong dung dịch axit mạnh.

Fe₂O₃    +   6HCl   →   2FeCl₃   +   3H₂O

Bị CO hoặc H₂ khử ở nhiệt độ cao tạo thành Fe.

Fe₂O₃   +   3H₂   \(\underrightarrow{t^o}\)   2Fe   +   3H₂O

• Điều chế: phân hủy Fe(OH)₃ ở nhiệt độ cao.

2Fe(OH)₃   \(\underrightarrow{t^o}\)   Fe₂O₃   +  H₂O

• Sắt (III) oxit có trong tự nhiên dưới dạng quặng hemantit dùng để luyện gang.

2. Sắt (III) hidroxit

• Là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt (III).

2Fe(OH)₃   +   3H₂SO₄    →   Fe₂(SO₄)₃   +   6H₂O

• Điều chế: cho dung dịch kiềm tác dụng với muối sắt (III).

FeCl₃    +   3NaOH    →   Fe(OH)₃     +   3NaCl

3. Muối sắt (III)

• Các muối sắt (III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt (II).

Fe   +   2FeCl₃   →  3FeCl₂

Cu  +  2FeCl₃ (vàng nâu)  →  CuCl₂ + FeCl₂

• Muối FeCl₃ được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!