Mục lục bài viết
1. Phương trình Fe + AgNO3 → Fe(NO3)2 + Ag:
– Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
– Điều kiện để phản ứng xảy ra Nhiệt độ thường
– Là phản ứng oxi hóa khử, trong đó: Fe là chất khử và AgNO3 là chất oxi hoá.
2. Tìm hiểu về Sắt Fe:
2.1. Sắt (Fe) được hiểu như thế nào:
Sắt là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Fe và số hiệu nguyên tử bằng 26. Sắt là nguyên tố có nhiều trên Trái Đất, cấu thành lớp vỏ ngoài và trong của lõi Trái Đất.
– Kí hiệu: Fe
– Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 hoặc [Ar]3d64s2
– Số hiệu nguyên tử: 26
– Khối lượng nguyên tử: 56 g/mol
– Vị trí trong bảng tuần hoàn
+ Ô: số 26
+ Nhóm: VIIIB
+ Chu kì: 4
– Đồng vị: sắt có nhiều đồng vị như 55Fe, 56Fe, 58Fe, 59Fe
– Độ âm điện: 1,83
2.2. Tính chất vật lí và tính chất hóa học của sắt (Fe):
Thứ nhất, Sắt là một kim loại có các tính chất vật lí sau:
– Màu sắc: Sắt có màu xám bạc.
– Điểm nóng chảy: Điểm nóng chảy của sắt là khoảng 1.538 độ Celsius.
– Điểm sôi: Điểm sôi của sắt là khoảng 2.862 độ Celsius.
– Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của sắt là 7.874 g/cm3.
– Độ dẻo: Sắt có độ dẻo tốt, có thể kéo dãn thành các sợi mỏng hoặc định hình thành các sản phẩm khác nhau.
– Dẫn điện và dẫn nhiệt: Sắt có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
– Tính từ: Sắt là một nam châm tự nhiên và có khả năng tương tác với các nam châm khác.
– Tính ôxit hóa: Sắt có khả năng ôxit hóa khi tiếp xúc với không khí, tạo ra gỉ sắt.
– Tính tan: Sắt hòa tan trong axit mạnh như axit clohidric để tạo thành muối sắt và khí hiđro.
– Tính năng mảnh: Đây là tính chất quan trọng của sắt trong nhiều ứng dụng kỹ thuật, đặc biệt là trong xây dựng và chế tạo máy móc.
Thứ hai, sắt mang tính chất hóa học sau:
– Tác dụng với phi kim
Fe + S FeS
3Fe + 2O2 Fe3O4
2Fe + 3Cl2 2FeCl3
– Tác dụng với axit
+ Fe + axit HCl, H2SO4 loãng → muối + H2: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
+ Fe + axit có tính OXH mạnh → muối + sản phẩm khử + H2O:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2O + NO
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
=> Fe thụ động trong HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội.
– Tác dụng với dung dịch muối. Fe tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn nó (kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học)
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Fe + 3AgNO3 (dư) → Fe(NO3)3 + 3Ag
– Tác dụng với nước. Ở nhiệt độ cao, sắt khử được hơi nước:
3Fe + 4H2O to<570oC)−−−−→Fe3O4 + 4H2
Fe + H2O to>570oC)−−−−→FeO + H2
2.3. Trạng thái tự nhiên của Sắt (Fe):
– Sắt là nguyên tố phổ biến thứ 2 trong vỏ trái đất (sau nhôm).
– Một số quặng sắt quan trọng: Quặng hematit đỏ chứa Fe2O3 khan. Quặng hematit nâu chứa Fe2O3.nH2O. Quặng manhetit chứa Fe3O4 , quặng xiđerit chứa FeCO3, quặng pirit sắt chứa FeS2.
– Sắt còn có mặt trong hồng cầu của máu.
2.4. Điều chế Sắt (Fe):
Sắt được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện. Dùng chất khử (CO, H2, Al, C) để khử các hợp chất của 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)
Ngoài ra Điều chế sắt có thể được thực hiện thông qua quá trình công nghiệp đúc sắt hoặc quá trình luyện kim. Dưới đây là quá trình điều chế sắt thông qua quá trình luyện kim:
Khai thác quặng sắt: Quặng sắt là nguyên liệu chính để điều chế sắt. Quặng sắt được khai thác từ mỏ quặng và sau đó được vận chuyển đến nhà máy luyện kim.
Nghiền và xử lý quặng: Quặng sắt được nghiền thành bột nhỏ và sau đó được xử lý để tách sắt khỏi các chất khác như đá, cát, và các tạp chất khác.
Luyện quặng: Quặng sắt được luyện ở nhiệt độ cao để tách bỏ tạp chất và tạo ra sắt luyện. Quá trình luyện quặng có thể sử dụng lò luyện hoặc thiết bị luyện khác như lò luyện điện. Trong quá trình này, các tạp chất được loại bỏ hoặc chuyển hóa thành dạng chất khác.
2.5. Ứng dụng của Sắt (Fe):
Sắt có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày và các ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ví dụ:
Xây dựng và kiến trúc: Sắt được sử dụng để xây dựng cấu trúc như cầu, tòa nhà, cống, đường sắt, và nhiều công trình công cộng khác.
Ô tô và hàng hải: Sắt được sử dụng để sản xuất và lắp ráp các bộ phận của ô tô, xe tải, xe buýt, tàu thủy và tàu cá.
Điện tử: Sắt được sử dụng trong nhiều thành phần điện tử, bao gồm vi mạch, dây chống nhiễu và nút nam châm.
Dụng cụ gia dụng: Sắt được sử dụng để làm các dụng cụ như ấm đun nước, lò nướng, nồi chảo, bàn ủi và các loại đồ gia dụng khác.
Ngành công nghiệp sản xuất: Sắt được sử dụng để sản xuất máy móc công nghiệp, thiết bị cơ khí, đúc và gia công kim loại.
Ngành y tế: Sắt được sử dụng trong sản xuất các dụng cụ y tế như kim tiêm,v.v.
3. Tìm hiểu về Bạc (Ag):
3.1. Bạc (Ag) được hiểu như thế nào:
Bạc là một nguyên tố hóa học, nó có ký hiệu Ag và số hiệu nguyên tử bằng 47.
Dù không phải là một kim loại hoạt động hóa học, thế nhưng nó lại bị tấn công bởi axit nitric để tạo thành nitrat và axit sunfuric đậm đặc nóng.
Đây là chất có độ dẫn điện cao nhất trong tất cả các kim loại, nhưng không được ứng dụng trong lĩnh vực điện bởi chi phí lớn hơn so với một số kim loại khác.
3.2. Tính chất vật lí và tính chất hóa học của Bạc (Ag):
Thứ nhất, bạc (Ag) có tính chất vật lý sau:
– Có màu trắng, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất trong các kim loại.
– Khối lượng riêng của bạc: 10,49 g·cm−3.
– Trọng lượng riêng của bạc:
– Nhiệt độ nóng chảy: 960,50C.
– Bạc có tính năng phản xạ ánh sáng tốt
– Bạc là kim loại dẻo, có thể kéo dãn thành sợi và dập nổi thành các tấm mỏng.
Thứ hai, bạc (Ag) có tính chất hóa học sau: Bạc là một chất kém hoạt động, nhưng ion Ag+ lại có tính oxi hóa mạnh, có thế điện cực chuẩn (E0Ag+/Ag= + 0,80V). Sau đây là những tính chất hóa học nổi bật của chúng:
– Có tác dụng với phi kim: Dù ở nhiệt độ cao, bạc cũng không bị oxi hóa trong không khí. Tác dụng với ozon với phương trình phản ứng sau: 2Ag + O3 → Ag2O + O2
– Tác dụng với axit: Không tác dụng với HCl, H2SO4 loãng, nhưng tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh, như HNO3, H2SO4 đặc, nóng. Phương trình phản ứng:
3Ag + 4HNO3 (loãng) → 3AgNO3 + NO + 2H2O
2Ag + 2H2SO4 (đặc, nóng) → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
– Tác dụng với các chất khác: Khi tiếp xúc với không khí hoặc nước có mặt hidro sunfua, chúng sẽ có màu đen bởi xảy ra phản ứng sau: 4Ag + 2H2S + O2 (kk) → 2Ag2S + 2H2O
– Có tác dụng với axit HF khi có mặt của oxi già:
2Ag + 2HF (đặc) + H2O2 → 2AgF + 2H2O
2Ag + 4KCN (đặc) + H2O2 → 2K[Ag(CN)2] + 2KOH
3.3. Ứng dụng của Bạc (Ag):
Bạc có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong cuộc sống. Dưới đây là một số ví dụ:
Trang sức: Bạc được sử dụng để tạo ra các món trang sức như vòng cổ, nhẫn, bông tai và vòng đeo tay. Bạc thường được sử dụng như một vật liệu trang sức vì vẻ đẹp, độ bền và khả năng chống oxi hóa.
Đồ gia dụng: Bạc được sử dụng để làm các sản phẩm gia dụng như đồ bộ bàn ăn, đồ trang trí và đồ nội thất. Vì bạc có tính chất dẫn điện tốt, nên nó còn được sử dụng để làm các bộ dụng cụ điện, như ổ cắm và công tắc.
Y tế: Bạc có tính kháng khuẩn và kháng vi khuẩn, nên nó được sử dụng trong các sản phẩm y tế như băng gạc bạc để ngăn ngừa nhiễm trùng và làm lành vết thương. Ngoài ra, bạc cũng được sử dụng trong các thiết bị y tế như các bộ phận của máy tim nhân tạo.
Bạc còn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp: điện tử, năng lượng mặt trời, ngành dược phẩm, vật liệu chống ăn mòn.
4. Bài tập vận dụng liên quan:
Câu 1: Cho thanh sắt tác dụng với dung dịch bạc nitrat. Sau một thời gian đem cân lại thanh sắt thấy khối lượng thanh sắt:
A. Tăng
B. Giảm
C. Không đổi
D. Không xác định
Đáp án A
Hướng dẫn giải
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
1 mol 2 mol
56 g 216 g ⇒ khối lương tăng = 216 – 56 = 160 g
Câu 2: Cho 5,6 g sắt tác dụng với dung dịch bạc nitrat thu được m g bạc. Giá trị của m là:
A, 10,8g
B. 21,6 g
C. 5,4 g
D. 43,2g
Đáp án B
Hướng dẫn giải
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
nAg= 2nFe = 0,2 mol ⇒ mAg = 0,2.108 = 21,6 g
Câu 3: Cho các chất sau: NaOH; Cu(NO3)2; Fe; CuO; Na2SO4; NaCl. Dung dịch bạc nitrat vào các chất trên. Số phản ứng xảy ra:
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Đáp án C
Hướng dẫn giải
2AgNO3 + 2NaOH → Ag2O + 2NaNO3 + H2O
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
