Bài giảng Chương 7: Crom- Sắt- đồng (tiếp theo)

CHƯƠNG 7 CROM- SẮT- ĐỒNG.
CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM:
CROM:
 + ZCr =24: - cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d54s1. có 6 e ngoài cùng, 5 e độc thân. Crôm sẽ có số oxi hóa từ +1 đến +6, nhưng phổ biến nhất là +2, +3, +6.
mạng tinh thể: lập phương tâm khối.
 + Tính chất vật lí: màu trắng bạc, rất cứng (9/10), = 1890oC, D= 7,2 g/cm3
 + Tính chất hóa học: 
Phản ứng với phi kim.
Phản ứng với axit: 
 với HCl, H2SO4 Cr + 2H+ Cr2+ + H2. 
 với HNO3, H2SO4 đđ tương tự như Al
 Cr cũng bi thụ động hóa.
- Với nước xem như không tác dụng được với nước vì có màng oxit bảo vệ.
HỢP CHẤT CỦA CROM.
HỢP CHẤT CROM (II)
Crom(II) oxit:
+ là một oxit bazơ.
+ có tính khử
Crom(II) hidroxit là chất rắn màu vàng
+ có tính bazơ
+ có tính khử
Muối crom(II)
có tính khử mạnh
HỢP CHẤT CROM(III)
Crom(III)oxit 
là một oxit lưỡng tính
Crom(III) hidroxit
là một hidroxit lưỡng tính
Muối crom(III)
vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa
 2Cr3+ (dd) + Zn 2Cr2+ (dd) + Zn2+.
2Cr3+ + 3Br2 + 16 OH- 2CrO2-4 (dd) + 6Br-(dd) + 8H2O.
 phèn crom-kali có màu xanh tím dùng để thuộc da, chất cầm màu.
 HỢP CHẤT CROM(VI)
Crom(VI) oxit là chất rắn có màu đỏ thẫm.
có tính oxi hóa mạnh (tác dụng được với S, P, C, NH3, C2H5OH
là một oxit axit: tác dụng với H2O tạo ra hỗn hợp 2 axitH2CrO4 và H2Cr2O7 nhưng 2 axit này không thể tách ra được ở dạng tự do, chỉ tồn tại được trong dung dịch.
 b) Muối cromat và đicromat:
- muối cromat CrO2-4 có màu vàng, muối đicromat Cr2O2-7 có màu da cam.
- 2 muối này có thể chuyễn hóa lẫn nhau:
 2CrO2-4 + 2H+ Cr2O2-7 + H2O
 (màu vàng) (màu da cam)
Sắt và hợp chất 
B.1 sắt: Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 
 Cấu hình e:Fe 1s22s22p63s23p63d64s2.
 Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5 bền vững nhất
1- Tác dụng với phi kim:
- Tác dụng với oxi:	 Fe + O2 không khí Fe3O4. hỗn hợp oxit: FeO, Fe2O3 
 to
	 4Fe + 3O2 dư = 2Fe2O3
- Tác dụng với lưu huỳnh: 	 Fe + S = FeS
- Tác dụng với halogen 	 2Fe + 3Cl2 = FeCl3
2- Tác dụng với axit
- Tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng:
	Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
	Fe + H2SO4= FeSO4 + H2
 to
- Dung dịch H2SO4 đặc, nóng:
	2Fe + 6H2SO4 đặc = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
	Nếu Fe dư:
	Fe + Fe2(SO4)3 = 3FeSO4
- Dung dịch HNO3: 
Axit HNO3 tác dụng với Fe tạo thành Fe(NO3)3, nước và các sản phẩm ứng với số oxi hoá thấp hơn của nitơ:
Ví dụ: 	Fe + 6HNO3 đặc = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
	Nếu Fe dư:
	Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2
Fe không tan trong dung dịch HNO3, H2SO4 đặc nguội!
 to>570oC
 to<570oC
3- Tác dụng với hơi nước
	3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 ; 	Fe + H2O = FeO + H2
4- Tác dụng với dung dịch muối
	Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
	Fe + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag.
 nếu AgNO3 dư thì có phản ứng: Fe(NO3)2 + AgNO3 = Fe(NO3)3 + Ag
B- Hợp chất sắt(II):
Hợp chất Fe(II) tính chất đặc trưng là tính khử.
I- Sắt(II) oxit: FeO
1- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu đen, không tan trong nước.
2- Tính chất hoá học: 
	- Tính chất của oxit bazơ:
	FeO + H2SO4 loãng = FeSO4 + H2O
 to
	- Tính khử: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh như oxi, dd HNO3, d d H2SO4 đặc
	4FeO + O2 = 2Fe2O3
	2FeO + 4H2SO4 đặc = Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
	3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
 to
	- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các chất khử như C, CO, H2, Al:
	FeO + H2 = Fe + H2O
3- Điều chế: to
 to
	- Nhiệt phân các hợp chất không bền của Fe(II) trong điều kiện không có không khí:
	Fe(OH)2 = FeO + H2O hoặc FeCO3 = FeO + CO2 
II- Sắt(II) hidroxit: Fe(OH)2
1- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu lục nhạt, không tan trong nước.
2- Tính chất hoá học: 	- Tính chất bazơ: Fe(OH)2 + H2SO4 loãng = FeSO4 + 2H2O
- Tính khử: ở nhiệt độ thường Fe(OH)2 bị oxi hoá nhanh chóng trong không khí ẩm thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ:
	4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
3- Điều chế:	- Cho dung dịch muối Fe(II) tác dụng với dung dịch kiềm. 
III- Muối sắt(II):
1- Muối tan: FeCl2, FeSO4, Fe(NO3)2:
	- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi):
	FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
- Tính khử mạnh: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh như khí Cl2, dung dịch HNO3, dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4 loãng
	2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3
	2FeSO4 + 2H2SO4 đặc = Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O
	3Fe2+ + NO3- + 4H+ = 3Fe3+ + NO + 2H2O
	10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4= 5Fe2(SO4)3 +K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
	Dạng ion thu gọn: 
	5Fe2+ + MnO4-+ 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
	- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn:
	Mg + FeSO4 = MgSO4 + Fe
 to
2- Muối không tan:
- Muối FeCO3:	- Phản ứng nhiệt phân: FeCO3 = FeO + CO2 
	Nếu nung trong không khí: 4FeO + O2 = 2Fe2O3
	- Phản ứng trao đổi: FeCO3 + 2HCl = FeCl2 + CO2 + H2O
	- Tính khử:
	FeCO3 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O
	2FeCO3 + 4H2SO4 đặc = Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O
- Muối FeS:	- Phản ứng trao đổi: FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S
	- Tính khử:
	FeS + 6HNO3 = Fe(NO3)3 + H2SO4 + 3NO + 2H2O
- Muối FeS2:	- Tính khử:
	4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
	FeS2 + 18HNO3 = Fe(NO3)3 + H2SO4 + 15NO2 + 7H2O
B- Hợp chất sắt(III)
I- Sắt(III) oxit: Fe2O3
1- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước.
2- Tính chất hoá học: 	- Tính chất của oxit bazơ:
	Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
	Fe2O3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2O
 to
	- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các chất khử thông thường như C, CO, H2, Al:
	Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
 to
3- Điều chế:	- Nhiệt phân Fe(OH)3: 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 
II- Sắt(III) hidroxit: Fe(OH)3
1- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất kết tủa màu nâu đỏ, không tan trong nước.
2- Tính chất hoá học: 	- Tính chất bazơ:
	Fe(OH)3+ 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
 to
	- Phản ứng nhiệt phân: 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 
3- Điều chế:	- Cho dung dịch muối Fe(III) tác dụng với dung dịch NH3 hoặc các dung dịch bazơ kiềm:
	FeCl3 + 3NH3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3NH4Cl
	FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl
III- Muối sắt(III):
1- Muối tan: FeCl3, Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3:
- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi):
	FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl
- Tính oxi hoá: 	- Thể hiện khi tác dụng với chất khử như Cu, Fe:
	Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2
	Cu + 2Fe(NO3)3 = 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2
	- Khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn:
	Mg + 2FeCl3 = MgCl2+ 2FeCl2
	Mg + FeCl2= MgCl2+ Fe
2- Muối không tan: Muối FePO4	
c- oxit sắt từ : Fe3O4 (FeO.Fe2O3)
1- Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu, không tan trong nước.
2- Tính chất hoá học: 
- Tính bazơ:	Fe3O4 + 8HCl = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
	Fe3O4 + 4H2SO4 loãng = FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
- Tính khử:	2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc = 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
	Fe3O4 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
- Tính oxi hoá: Thể hiện khi tác dụng với các chất khử thông thường như C, CO, H2, Al:
	Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2
D- Sản xuất gang
1- Nguyên liệu:	- Quặng hematit, chứa Fe2O3 	 - Quặng manhetit, chứa Fe3O4
	- Quặng xiđerit, chứa FeCO3 - Quặng prit, chứa FeS2
2- Nguyên tắc sản xuất gang
	Khử oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao (phương pháp nhiệt luyện)
	Trong lò cao, sắt có số oxi hoá cao bị khử dần dần đến sắt có số oxi hoá thấp theo sơ đồ:
	Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe
3- Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất gang
	- Phản ứng tạo chất khử CO:
	C + O2 = CO2
	CO2 + C = 2CO
	- CO khử sắt trong oxit:
Phần trên thân lò có nhiệt độ khoảng 400oC: 
	3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2
Phần giữa thân lò có nhiệt độ khoảng 500 - 600oC: 
	Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2
Phần dưới thân lò có nhiệt độ khoảng 700 - 800oC: 
	FeO + CO = Fe + CO2.
 - Phản ứng tạo xỉ: CaCO3 CaO + CO2.
 CaO + SiO2 à CaSiO3
 Fe Fe2+ Fe3+
 Loại hợp chất oxit FeO Fe2O3
 Hidroxit Fe(OH)2 Fe(OH)3
 Muối 
 Tính chất: KHỬ -VỪA KHỬ VỪA OXI HÓA OXI HÓA
 - TÍNH BAZƠ TÍNH BAZƠ
 ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT:
ĐỒNG:
+ cấu hình e1s22s22p63s23p63d104s1 => đồng có các số oxi hóa +1, +2. đồng có mạng lập phương tâm diện nên là tinh thể đặc chắc, liên kết trong đơn chất đồng bền vững hơn.
+ Đồng là kim loại có màu đỏ, dẽo, dễ dát mỏng, kéo sợi. dẫn điện, nhiệt tốt (chỉ kém bạc); nhiệt độ nóng chảy thua sắt (1083oC) nhưng nặng hơn sắt (D= 8,98).
+ Tính chất hóa học: 
tác dụng với * các phi kim như oxi (tạo ra oxit); clo, brom (tạo ra muối clorua) S tạo (CuS).
 lưu ý khi đốt đồng trong không khí ở nhiệt độ cao thì ban đầu tạo CuO (màu đen) sau đó một phần CuO ở lớp bên trong oxi hóa thành Cu2O màu đỏ gạch.
 * Trong không khí ẩm đồng được bao phủ bởi màng CuCO3.Cu(OH)2
với axit: chỉ tác dụng với HCl, H2SO4 khi có mặt của oxi; còn HNO3, H2SO4 đđ Cu N+5 trong HNO3 thành NO2 (khi đặc) hay NO (khi loãng); khử S+6 trong H2SO4 thành SO2.
tác dụng được với dung dịch muối của những kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa
HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG:
Đồng(II) oxit là chất rắn màu đen, có tính khử và tính bazơ.
Đồng(II) hidroxit là chất rắn màu xanh. có tính bazơ: tan được trong axit; tan được trong dung dịch NH3.
Đồng(II) sunfat khan có màu trắng, có nước thì có màu xanh.
ỨNG DỤNG CỦA ĐỒNG:
Hợp kim của đồng có nhiều ứng dụng trong CN:
Đồng thau: là hợp kim Cu-Zn (Zn chiếm 45%).
Đồng bạch: là hợp kim Cu-Ni (Ni chiếm 25%).
Đồng thanh là hợp kim Cu-Sn.
Hợp kim Cu-Au (2:1) “Vàng tây”
Đơn chất đồng ứng dụng dựa vào tính dẽo, dẫn điện, tính bền.