Ngày soạn: 26 / 02 / 2009 Ngày giảng: …./…./……. CHƯƠNG 6: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG KHÁC Tiết 52: Bài 31 :. SẮT I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Học sinh biết: - Vị trí cấu tạo nguyên tử, của sắt. - Tính chất vật lý và hóa học của sắt. 2. Kỹ năng: - Viết phương trình hóa học của các phản ứng minh họa tính chất hóa học của sắt - Giải một số bài tập về sắt. II. CHUẨN BỊ - Bảng tuần hoàn các nghuyên tố hóa học. - Dụng cụ, hóa chất: Bình khí O 2 và bình khí Cl 2 (điều chế trước), dây sắt, đinh sắt, dung dịch H 2 SO 4 loãng, dung dịch CuSO 4 , ống nghiệm, đèn cồn, giá thí nghiệm, kẹp sắt. III. PHƯƠNG PHÁP - Nêu vấn đề - đàm thoại. - Học sinh thảo luận tổ nhóm. IV. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: - Kiểm tra trong quá trình bài giảng. 3. Bài mới: Hoạt động của thầy Hoạt động của trò HOẠT ĐỘNG 1 GV: Treo bảng tuần hoàn. HS: tìm vị trí của Fe trong BTH và cho biết số hiệu nguyên tử và NTKTB của Fe . Hỏi: Cho biết các nguyên tố nằm lân cận nguyên tố sắt ? GV đặt các câu hỏi sau: 1) Hãy viết cấu hình e của nguyên tử Fe, ion Fe 2+ , Fe 3+ ? 2) Phân bố các e vào các ô lượng tử. 3) Yêu cầu HS xác định số ôxi hóa của Fe trong các hợp chất sau: FeO, Fe 2 O 3 , FeCl 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 . HOẠT ĐỘNG 2 Hỏi: Dựa vào kiến thức đã có, sgk hãy cho biết sắt có những tính chất vật lí đặc biệt gì ? GV: bổ sung và kết luận. HOẠT ĐỘNG 3 GV: phân tích: Sắt có bao nhiêu e ở lớp ngoài I, vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử. - vị trí: thuộc ô số 26, chu kì 4, nhóm VIIIB của bảng tuần hoàn. - Cấu hình electron nguyên tử. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 viết gọn [Ar]3d 6 4s 2 Nguyên tử Fe nhường 2e ở 4s 2 thành ion Fe 2+ . Nguyên tử Fe nhường 2e ở 4s 2 và 1e ở 3d 6 thành ion Fe 3+ . II. Tính chất vật lí: - Sắt là kim loại màu trắng hơi xám, khối lượng riêng lớn (D= 7,9g/cm 3 ), nhiệt độ nóng chảy khá cao (540 o C) - dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, có tính nhiễm từ. III. Tính chất hoá học: - Sắt là kim loại có tính khử trung bình. - Tác dụng với chất OXH yếu Fe bị OXH đến số t o cùng ? Trong các phản ứng hóa học nguyên tử sắt dễ nhường bao nhiêu e ? HS: Do sắt là nguyên tố d nên e hóa trị nằm ở phân lớp s và d. Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh Fe có thể nhường thêm 1e ở phân lớp 3d. Vậy tính chất hóa học của sắt là gì ? HOẠT ĐỘNG 4 GV: thông báo: Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị OXH đến số oxi hóa +2, +3. - Em hãy viết phương trình phản ứng của Fe tác dụng với S và xác định số oxh nêu vai trò của các chất tham gia. - Em hãy viết phương trình phản ứng của Fe tác dụng với O 2 và xác định số oxh nêu vai trò của các chất tham gia. - Em hãy viết phương trình phản ứng của Fe tác dụng với Cl 2 và xác định số oxh nêu vai trò của các chất tham gia. HOẠT ĐỘNG 5 GV: Hãy viết pư xảy ra khi cho Fe tác dụng với dd HCl, H 2 SO 4 loãng? Xác định vai trò của các chất / GV: làm thí nghiệm Fe + HCl - Chất oxi hóa là ion H + , chỉ oxi hóa Fe thành Fe 2+ . GV: em hãy cho biết HNO 3đ, nóng; H 2 SO 4đặc nóng là những chất oxi hóa mạnh, sẽ oxi hóa Fe về mức oxi hóa nào ? HS: viết ptpư ? HS viết ptpư của Fe với dung dịch HNO 3 loãng, HNO 3 (đặc nóng) , H 2 SO 4(đặc nóng) và xác định số oxh nêu vai trò của các chất tham gia. GV: Fe tác dụng được với HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội hay không ? HOẠT ĐỘNG 6 GV: Hãy viết pư xảy ra khi cho Fe vào các dung dịch CuSO 4 ; Fe(NO 3 ) 3 , xác định vai trò của các chất ? Chú ý: Quy tắc alpha. HOẠT ĐỘNG 7 GV: ở nhiệt độ thường Fe có khử được nước hay không ? OXH +2 Fe  Fe 2+ + 2e - Tác dụng với chất OXH yếu Fe bị OXH đến số OXH +3 Fe  Fe 3+ + 3 e 1.Tác dụng với phi kim: Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị OXH đến số oxi hóa +2, +3. a, Tác dụng với lưu huỳnh. Khi đun nóng, Fe khử S xuống số oxi hóa -2, còn Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. 0 2 2 0 0 t Fe S Fe S + − + → b, Tác dụng với oxi. Khi đun nóng, Fe khử O 2 xuống số oxi hóa -2, còn Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 và +3. 3Fe + 2O 2  Fe 3 O 4 ( FeO.Fe 2 O 3 ) c. Tác dụng với Clo: Fe khử Cl 2 xuống số oxi hóa -1, còn Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3. 2Fe + 3Cl 2  2FeCl 3 2. Tác dụng với axit: a) Với các dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng: VD: Fe + 2 HCl  FeCl 2 + H 2 Fe + H 2 SO 4  FeSO 4 + H 2 Pt ion: Fe 0 + 2H +  Fe 2+ + H 2 0  Sắt khử ion H + trong dung dịch axit thành H 2 tự do sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. b) Với các axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc: - Fe khử N +5 và S +6 trong dung dịch HNO 3 và H 2 SO 4 đặc, nóng; đến số oxi hóa thấp hơn, còn Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3. Fe + 5 3 6 HNO +  Fe(NO 3 ) 3 + 4 2 3 NO + ↑ + 3H 2 O Fe + 5 3 4 HNO +  Fe(NO 3 ) 3 + 2 N O + ↑ + 2H 2 O (loãng) 2Fe + 6 2 4 6H S O +  Fe 2 (SO 4 ) 3 + 4 2 3SO + ↑ + 6H 2 O sắt (III) sunfat - Với HNO 3 đặc, nguội; H 2 SO 4 đặc, nguội: Fe không phản ứng. 3. Tác dụng với dung dịch muối: - Fe khử được ion của kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa trong đó Fe bị oxi hóa đến +2. Fe + CuSO 4  FeSO 4 + Cu kh oxh Fe + 2 Fe(NO 3 ) 3  3 Fe(NO 3 ) 2 4. Tác dụng với nước: - Ở nhiệt độ thường Fe không khử được nước - Ở nhiệt độ cao Fe khử hơi nước tạo ra H 2 , Fe 3 O 4 hoặc FeO. GV: - Ở nhiệt độ cao Fe khử hơi nước tạo ra H 2 , Fe 3 O 4 hoặc FeO. HS: viết phương trình phản ứng. Hoạt động 8 GV: yêu cầu học sinh nêu trạng thái tự nhiên của sắt. Pư: 3 Fe + 4 H 2 O 0 0 570t C< → Fe 3 O 4 + 4 H 2 ↑ Fe + H 2 O 0 0 570t C> → FeO + H 2 ↑ IV . Trạng thái tự nhiên. - Trong tự nhiên Fe chiếm 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng thứ hai trong các kim loại. - Trong tự nhiên tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất. Có trong: Quặng manhetit (Fe 3 O 4 ), quặng hematit đỏ (Fe 2 O 3 ), quặng he matit nâu (Fe 2 O 3 .nH 2 O), qặng xiđerit (FeCO 3 ), qặng pirit (FeS 2 ). - Fe có trong hemoglobin của máu. - trong thiên thạch có chứa Fe tự do. 4. Củng cố và nhắc nhở: - Củng cố:- Bài tập: 1, 2, 3 SGK - Cho Fe dư vào dd HNO 3 loãng - Viết ptpư Fe  FeCl 3  FeCl 2  Fe(NO 3 ) 3 Fe 3 O 4  FeCl 3 -Hướng dẫn về nhà: -Bài tập 4, 5/ 141 SGK ………………………………………………………. …………………………………………… . hóa là ion H + , chỉ oxi hóa Fe thành Fe 2+ . GV: em hãy cho biết HNO 3đ, nóng; H 2 SO 4đặc nóng là những chất oxi hóa mạnh, sẽ oxi hóa Fe về mức oxi hóa. và bị OXH đến số oxi hóa +2, +3. a, Tác dụng với lưu huỳnh. Khi đun nóng, Fe khử S xuống số oxi hóa -2, còn Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. 0 2 2 0 0 t