Bài 1 trang 198 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

Hãy cho biết :

a) Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn;

b) Cấu hình electron của nguyên tử và của các ion sắt;

c) Tính chất hóa học cơ bản của sắt ( dẫn ra những phản ứng minh họa, viết phương trình hóa học)

Lời giải chi tiết

a) Vị trí của \(Fe\) trong bảng tuần hoàn: Sắt nằm ở ô thứ 26; chu kì 4; nhóm VIIIB.

b) Cấu hình electron của nguyên tử và của các ion sắt:

Cấu hình e của \(Fe\) \(:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^6}3{d^6}4{s^2}\) .

Cấu hình e của \(F{e^{2 + }}\): \(1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^6}3{d^6}.\)

Cấu hình e của \(F{e^{3 + }}\): \(1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^6}3{d^5}.\)

c) Tính chất hóa học cơ bản của sắt: Tính chất hóa học cơ bản của Fe là tính khử. Nguyên tử Fe có thể bị oxi hóa thành ion \(F{e^{2 + }}\) hoặc \(F{e^{3 + }}\) tùy thuộc vào chất oxi hóa đã tác dụng với sắt.

+ Với chất oxi hóa mạnh, \(Fe\) bị oxi hóa thành \(F{e^{3 + }}\)   

 \((Fe_{}^0 - 3e \to Fe_{}^{3 + })\)

\(\eqalign{
& 2Fe + 3Cl_2^{}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2FeC{l_3} \cr 
& Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}4HNO_{3\text{  loãng}}\buildrel {} \over
\longrightarrow Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} + {\rm{ }}NO \uparrow + {\rm{ }}2{H_2}O. \cr 
& Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}6HNO_{3\text{ đặc nóng}}\buildrel {} \over
\longrightarrow Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} + {\rm{ }}3N{O_2} \uparrow + {\rm{ }}3{H_2}O \cr 
& 2Fe + 6{H_2}SO_{4\text{ đặc nóng}} \to F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3} + 3S{O_2} \uparrow + 6{H_2}O \cr} \)

+ Với chất oxi hóa yếu, \(Fe\) bị oxi hóa thành \(F{e^{2 + }}(Fe_{}^0 - 2e \to Fe_{}^{2 + })\)

\(\eqalign{
& Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}2HCl \to FeC{l_2} + {\rm{ }}{H_2} \cr 
& Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}{H_2}SO_{4\text{  loãng}}\buildrel {} \over
\longrightarrow FeS{O_4} + {H_2} \cr 
& Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}S \to FeS \cr 
& Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}CuS{O_4} \to FeS{O_4} + {\rm{ }}Cu \downarrow \cr} \)