Kim loại sắt: Khái niệm, tính chất và ứng dụng

Từ xa xưa con người đã biết sử dụng những đồ dùng làm bằng sắt và hợp kim sắt. Ngày nay cũng vậy, sắt vẫn là kim loại được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày. Điều này là do sắt có tính chất vật lý và hóa học đặc biệt. Vậy sắt kim loại là gì? Khái niệm, tính chất và ứng dụng của sắt trong đời sống là gì? Hãy cùng timhieulichsuquancaugiay.edu.vn tìm hiểu chi tiết hơn ở nội dung sau nhé!

Khái niệm kim loại sắt

Sắt là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Fe, có số nguyên tử 26, ​​thuộc nhóm VIIIB và thuộc chu kỳ 4. Sắt có nhiều trên Trái đất, được cấu tạo từ vỏ và lõi. Trái đất.

Bạn đang xem: Kim loại sắt: Khái niệm, tính chất và ứng dụng

• Ký hiệu: Fe.

• Khối lượng nguyên tử: 56.

• Mật độ: 7,86 g/cm³.

• Điểm nóng chảy là: 1539°C.

• Khối lượng nguyên tử: 55,845u.

• Số electron trong mỗi lớp lần lượt là: 2, 8, 14, 2.

• Số nguyên tử: 26.

Tính chất vật lý của kim loại sắt

Sắt là kim loại màu trắng xám, dẻo, dai, rất dễ rèn và có nhiệt độ nóng chảy khá cao lên tới 1539 độ C. Sắt là chất dẫn nhiệt, dẫn điện tốt và có từ tính.

Tính chất hóa học của kim loại sắt

Sắt có những tính chất hóa học nào? Kim loại sắt có thể phản ứng với phi kim, axit, nước và muối để tạo thành hợp chất. Phản ứng hóa học của kim loại với các chất này có hoặc không có chất xúc tác.

Hiệu ứng phi kim loại

Khi đun nóng, sắt phản ứng với hầu hết các phi kim.

Sắt phản ứng với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4

Fe3O4 là oxit sắt từ tính, là oxit của sắt hỗn hợp có hóa trị II và III: FeO và Fe2O3

Sắt phản ứng với các phi kim khác: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Ngoài oxy (O) và lưu huỳnh (S), sắt còn có thể phản ứng với nhiều phi kim loại khác như Cl2, Br2,… để tạo thành muối.

Phản ứng với axit

Sắt phản ứng với HCl, pha loãng H2S04 tạo thành muối sắt (II) và giải phóng H2:

Fe + 2HCl (pha loãng) → FeCl2 + H2 ↑

Fe + 2H2SO4 (pha loãng) → FeSO4 + H2 ↑

Lưu ý: Sắt (Fe) không phản ứng với axit HNO3 đậm đặc, lạnh và axit H2S04 đậm đặc, lạnh. Vì ở nhiệt độ bình thường, sắt tạo ra một lớp oxit bảo vệ kim loại khỏi bị “thụ động” và không bị hòa tan.

Sắt phản ứng với HNO3 đậm đặc nóng và H2SO4 đậm đặc nóng tạo thành muối sắt III:

2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4) 3 + 3SO2 + 6H2O

Fe + 6HNO3 (đặc, nóng) → Fe(NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O

Phản ứng với dung dịch muối

Xem thêm : Tổng hợp 101+ ảnh màu đen mang nhiều sắc thái làm hình nền

Khi kim loại sắt kết hợp với muối của kim loại yếu hơn thì phản ứng tạo ra muối và kim loại mới.

Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4

Phản ứng với nước

Vì kim loại sắt có thể phản ứng với nước trong điều kiện đun nóng ở nhiệt độ cao.

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (

Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C)

Làm thế nào để chuẩn bị sắt?

Sắt được điều chế bằng cách xử lý nhiệt. Dùng chất khử (CO, H2, Al, C) để khử hợp chất sắt.

Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (điều kiện nhiệt độ)

Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O (điều kiện nhiệt độ)

Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3 (điều kiện nhiệt độ)

Xem thêm:

Ứng dụng của kim loại sắt

Kim loại sắt có mặt ở hầu hết các lĩnh vực từ đồ dùng gia đình đến sản xuất. Sắt được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:

• Đồ gia dụng: Bàn ghế, thùng rác, kệ sắt, móc treo đồ gia dụng như máy giặt, máy xay sinh tố, máy cắt,..

• Ngoại thất và nội thất: Cầu thang, cửa sắt, cổng sắt, lan can, hàng rào sắt, tủ sắt, kệ sắt, phụ kiện cửa, cột đèn,…

• Ngành giao thông vận tải: Cầu vượt, đường ray, cột đèn đường, khung gầm một số phương tiện,…

• Ứng dụng trong ngành xây dựng: Giàn giáo sắt, chốt, cột, lưới an toàn…

• Ngành cơ khí: Phụ tùng máy móc thiết bị, phụ tùng cơ khí, bản lề cửa. Không những vậy, sắt còn là một trong những nguyên liệu quan trọng trong quá trình gia công cơ khí cho các sản phẩm chủ lực được chế tạo theo yêu cầu của khách hàng.

Bài tập về sắt kim loại SGK Hóa học lớp 9 có lời giải

Sau khi đã hiểu rõ hơn về lý thuyết về kim loại sắt, bạn có thể làm một số bài tập trong SGK Hóa học lớp 9 để nắm vững những kiến ​​thức đã học.

Bài tập 1 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 60)

Sắt có những tính chất hóa học nào? Viết các phương trình hóa học minh họa.

Câu trả lời được đề xuất:

Sắt có những tính chất sau:

• Phản ứng với phi kim loại

• Phản ứng với oxi tạo thành oxit sắt có từ tính:

3Fe + 2O2 → (t0) Fe3O4

• Phản ứng với clo tạo thành sắt (III) clorua

2Fe + 3Cl2 → (t0) 2FeCl3

• Phản ứng với các phi kim khác tạo thành muối.

• Tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối sắt (II) và giải phóng khí H2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

• Phản ứng với dung dịch muối

Sắt phản ứng với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơn để tạo thành muối mới và kim loại mới.

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Bài tập 2 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 60)

Từ sắt và các hóa chất cần thiết, viết phương trình hóa học thu được riêng các oxit: Fe3O4, Fe2O3 và nêu điều kiện phản ứng nếu có.

Câu trả lời được đề xuất:

a) 3Fe + 2O2 → (t0) Fe3O4

Xem thêm : 200 Bài tập mệnh đề quan hệ có chọn lọc (thực hành ngay)

b) 2Fe + 3Cl2 → (t0) 2FeCl3

FeCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Fe(OH)3

2Fe(OH)3 → Fe203 + 3H2O

Bài tập 3 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 60)

Có bột kim loại sắt trộn lẫn với tạp chất nhôm. Hãy cho biết phương pháp làm sạch bàn ủi.

Câu trả lời được đề xuất:

Cho hỗn hợp bột kim loại vào dung dịch kiềm dư, nhôm sẽ bị hòa tan bởi kiềm

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

Bài tập 4 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 60)

Sắt tác dụng với chất nào sau đây?

a) Dung dịch muối Cu(NO3)2

b) H2SO4 đậm đặc, nguội

c) Khí Cl2

d) Dung dịch ZnSO4.

Viết các phương trình hóa học và điều kiện nếu có.

Câu trả lời được đề xuất:

Sắt phản ứng được với dung dịch Cu(NO3)2 và khí Cl2.

Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu

2Fe + 3Cl2 →(t0) 2FeCl3

Bài tập 5 (Sách giáo khoa trang 60)

Ngâm bột sắt dư vào 10ml dung dịch đồng sunfat 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc chất rắn A và dung dịch B.

a) Cho A phản ứng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng.

b) Tính thể tích dung dịch NaOH 1M vừa đủ để kết tủa hoàn toàn dung dịch B.

Câu trả lời được đề xuất:

a) nCuSO4 = 1,0,01 = 0,01 mol

PTHH: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Do thừa sắt nên chất rắn A gồm: Cu và Fe dư

Thêm A vào dung dịch HCl dư

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

=> Chất rắn còn lại là Cu: mCu = 0,01,64 = 0,64 gam

b) Dung dịch B gồm FeSO4

PTHH: FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2

(mol) 0,01 0,02 0,01 0,01

Thể tích NaOH cần dùng là

VddNaOH = n/CM = 0,02/1= 0,02 lít = 20ml

Hy vọng bài viết này đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về kim loại sắt và những ứng dụng của nó trong cuộc sống. Đừng quên truy cập website timhieulichsuquancaugiay.edu.vn mỗi ngày để tìm hiểu thêm về các chủ đề khác nhé!

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục