Vị Trí Fe Trong Bảng Tuần Hoàn Ở Đâu Và Ứng Dụng Gì?

Vị Trí Fe Trong Bảng Tuần Hoàn là ô thứ 26, thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB. Bài viết này của Xe Tải Mỹ Đình sẽ cung cấp thông tin chi tiết về vị trí này, tính chất, ứng dụng của sắt và các hợp chất của nó, giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên tố quan trọng này. Khám phá ngay các thông tin hữu ích về kim loại sắt, hợp chất sắt, và ứng dụng thực tiễn của nó.

1. Tổng Quan Về Sắt (Fe)

1.1. Vị Trí Của Sắt Trong Bảng Tuần Hoàn Hóa Học

Sắt, ký hiệu hóa học là Fe (từ Latinh: Ferrum), là một nguyên tố kim loại thuộc nhóm chuyển tiếp. Vậy, vị trí Fe trong bảng tuần hoàn cụ thể ở đâu?

Cấu hình electron của sắt: 26Fe: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²
Vị trí: Ô thứ 26 trong bảng tuần hoàn, thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB.

Vị trí của sắt (Fe) trong bảng tuần hoàn, ô số 26

Vị trí của sắt (Fe) trong bảng tuần hoàn, ô số 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB

Sắt có các ion phổ biến với cấu hình electron như sau:

Fe²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶
Fe³⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

1.2. Tính Chất Vật Lý Của Sắt

Sắt là một kim loại có nhiều tính chất vật lý đặc trưng, giúp nó trở thành vật liệu quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là một số tính chất vật lý nổi bật của sắt:

Màu sắc: Xám trắng, có ánh kim.
Tính chất cơ học: Dễ rèn và dẻo, có thể dát mỏng hoặc kéo sợi. Tuy nhiên, độ dẫn điện và nhiệt không bằng nhôm hay đồng.
Tính từ: Sắt có tính nhiễm từ mạnh ở nhiệt độ thường, nhưng mất từ tính khi nung nóng đến khoảng 800°C (điểm Curie).
Nhiệt độ nóng chảy: 1538°C.
Khối lượng riêng: 7.874 g/cm³.

Hình ảnh minh họa tính chất vật lý của sắt: màu xám trắng, dễ rèn, dẻo

Sắt có màu xám trắng, có thể rèn và kéo sợi

1.3. Trạng Thái Tự Nhiên Của Sắt

Trong tự nhiên, sắt không tồn tại ở dạng nguyên chất mà thường ở dạng hợp chất. Các dạng tồn tại phổ biến của sắt bao gồm:

Hợp chất: Sắt thường tồn tại dưới dạng oxit, sulfua, silicat.
Quặng sắt:
- Hematit đỏ (Fe₂O₃ khan)
- Hematit nâu (Fe₂O₃.nH₂O)
- Magnetit (Fe₃O₄)
- Xiderit (FeCO₃)
- Pirit (FeS₂)

Sắt là kim loại phổ biến thứ hai trong vỏ Trái Đất, sau nhôm.

Các loại quặng sắt phổ biến trong tự nhiên: hematit, magnetit, xiderit, pirit

Các loại quặng sắt khác nhau có thành phần hóa học và màu sắc khác nhau

1.4. Tính Chất Hóa Học Của Sắt

Sắt là một kim loại có tính khử trung bình, có khả năng nhường 2 hoặc 3 electron trong các phản ứng hóa học.

Fe → Fe³⁺ + 3e
Fe → Fe²⁺ + 2e

1.4.1. Tác Dụng Với Phi Kim

Sắt tác dụng với nhiều phi kim khi đun nóng.

Với halogen (X₂): Tạo thành muối sắt(III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt(II)).

2Fe + 3X₂ → 2FeX₃ (t⁰)
Với oxi (O₂):

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (t⁰)

Trong thực tế, phản ứng có thể tạo ra hỗn hợp các oxit sắt khác nhau.
Với lưu huỳnh (S):

Fe + S → FeS (t⁰)

1.4.2. Tác Dụng Với Nước

Sắt phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao, nhưng không phản ứng với nước ở nhiệt độ thường.

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (t⁰ > 570°C)
Fe + H₂O → FeO + H₂ (t⁰ > 570°C)

1.4.3. Tác Dụng Với Dung Dịch Axit

Với axit loãng (HCl, H₂SO₄ loãng): Tạo thành muối sắt(II) và hidro.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂
Với axit đặc nóng (HNO₃, H₂SO₄ đặc): Phản ứng phức tạp hơn, tạo thành muối sắt(III), oxit của nitơ hoặc lưu huỳnh, và nước. Sắt bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.
- Với HNO₃ loãng:
  
  Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O
- Với HNO₃ đặc:
  
  Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O
- Với H₂SO₄ đặc nóng:
  
  2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Lưu ý: Sản phẩm của phản ứng giữa Fe và HNO₃ hoặc H₂SO₄ đặc có thể chứa cả Fe²⁺ và Fe³⁺. Nếu Fe dư hoặc có Cu, Fe³⁺ có thể bị khử thành Fe²⁺.

2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺
2Fe³⁺ + Cu → 2Fe²⁺ + Cu²⁺

1.4.4. Tác Dụng Với Dung Dịch Muối

Sắt có thể đẩy các kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng.

Fe + CuCl₂ → Cu + FeCl₂

Sắt cũng có thể phản ứng với muối sắt(III) tạo thành muối sắt(II).

2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂

Lưu ý: Fe có thể tác dụng với muối Ag⁺ tạo ra Fe³⁺.

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag
Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ dư → Fe(NO₃)₃ + Ag

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các loại xe tải và ứng dụng của chúng trong ngành vận tải, hãy truy cập XETAIMYDINH.EDU.VN để biết thêm chi tiết.

2. Các Hợp Chất Quan Trọng Của Sắt

Sắt tạo ra nhiều hợp chất quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp. Dưới đây là một số hợp chất tiêu biểu của sắt(II) và sắt(III).

2.1. Hợp Chất Của Sắt(II)

2.1.1. Sắt(II) Oxit (FeO)

Tính chất vật lý: Chất rắn màu đen, không tan trong nước.
Tính chất hóa học:
- Oxit bazơ: Tác dụng với axit tạo thành muối và nước.
  
  FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O
  FeO + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂O
- Tính khử: Bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh.
  
  4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃
  3FeO + 10HNO₃ loãng → 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O
- Bị khử bởi các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao.
  
  FeO + H₂ → Fe + H₂O (t⁰)
  FeO + CO → Fe + CO₂ (t⁰)
  3FeO + 2Al → Al₂O₃ + 3Fe (t⁰)
Điều chế:
- Nung FeCO₃ hoặc Fe(OH)₂ trong điều kiện không có không khí.
  
  FeCO₃ → FeO + CO₂ (nung trong điều kiện không có không khí)
  Fe(OH)₂ → FeO + H₂O (nung trong điều kiện không có không khí)

2.1.2. Sắt(II) Hidroxit (Fe(OH)₂)

Tính chất vật lý: Kết tủa trắng hơi xanh, dễ bị oxi hóa thành màu nâu đỏ trong không khí.

Fe(OH)₂ kết tủa trắng xanh, dễ bị oxi hóa trong không khí

Lưu ý: Fe(OH)₂ tinh khiết chỉ thu được trong điều kiện không có không khí.

Tính chất hóa học:
- Tính bazơ: Tác dụng với axit tạo thành muối và nước.
  
  Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O
- Dễ bị oxi hóa trong không khí:
  
  4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃
Điều chế: Cho dung dịch kiềm tác dụng với muối sắt(II).

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

2.1.3. Muối Sắt(II)

Muối sắt(II) dễ bị oxi hóa thành muối sắt(III).

FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

Điều chế: Cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)₂) tác dụng với HCl hoặc H₂SO₄ loãng.

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂
FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

Lưu ý: Dung dịch muối sắt(II) cần được điều chế và sử dụng ngay để tránh bị oxi hóa thành muối sắt(III).

2.2. Hợp Chất Của Sắt(III)

2.2.1. Tính Chất Hóa Học Của Hợp Chất Sắt(III)

Hợp chất sắt(III) có tính oxi hóa. Các hợp chất tiêu biểu bao gồm Fe₂O₃, Fe(OH)₃, và muối Fe³⁺.

Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺
Fe³⁺ + 3e → Fe

Đặc tính của oxit Fe₂O₃:

Chất rắn màu nâu, không tan trong nước.
Dễ tan trong dung dịch axit mạnh.

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O
Bị khử bởi CO hoặc H₂ ở nhiệt độ cao tạo thành Fe.

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

Điều chế: Nung sắt(III) hidroxit ở nhiệt độ cao.

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O

2.2.2. Điều Chế Một Số Hợp Chất Sắt(III)

Dưới đây là một số hợp chất sắt(III) tiêu biểu, tính chất cơ bản và cách điều chế của chúng:

Hidroxit Fe(OH)₃: Chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước, dễ tan trong axit.

2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

Điều chế: Cho dung dịch kiềm tác dụng với muối sắt(III).

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl
Muối sắt(III): Có khả năng hòa tan đồng.

Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

Dung dịch thu được có màu xanh do sự kết hợp của CuCl₂ (màu xanh) và FeCl₂ (không màu).

2.2.3. Ứng Dụng Của Hợp Chất Sắt(III)

Ứng dụng của hợp chất sắt (III) trong đời sống và công nghiệp

Sắt(III) tạo ra nhiều hợp chất có ứng dụng quan trọng trong cuộc sống hàng ngày.

FeCl₃ được sử dụng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hữu cơ.
Phèn sắt amoni (NH₄)Fe(SO₄)₂ chứa muối Fe₂(SO₄)₃.
Fe₂O₃ được sử dụng làm chất tạo màu trong sơn chống gỉ.
Quặng hematit (Fe₂O₃) được sử dụng để luyện gang.

3. Bài Tập Trắc Nghiệm Về Sắt Và Hợp Chất Của Sắt (Có Đáp Án)

Để củng cố kiến thức về sắt và hợp chất của sắt, dưới đây là 20 câu trắc nghiệm tổng hợp các dạng bài tập thường gặp:

Câu 1: Kim loại nào không tan trong dung dịch FeCl₃?

A. Fe
B. Mg
C. Ni
D. Ag

Câu 2: Chất nào sau đây không tạo ra khí khi phản ứng với dung dịch HNO₃ đặc nóng?

A. FeO
B. Fe₃O₄
C. Fe₂O₃
D. Fe(OH)₂

Câu 3: Chất nào sau đây tạo kết tủa Fe(OH)₃ khi tác dụng với dung dịch FeCl₃?

A. H₂S
B. AgNO₃
C. NaOH
D. NaCl

Câu 4: Dung dịch X tạo thành khi hòa tan FexOy bằng H₂SO₄ loãng dư có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím và hòa tan bột Cu. Công thức của oxit là:

A. FeO
B. Fe₂O₃
C. Fe₃O₄
D. A hoặc B

Câu 5: Cho 2,8 gam hỗn hợp FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ tác dụng với V ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X. Cho NaOH dư vào dung dịch X thu được kết tủa Y. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 gam chất rắn. Giá trị của V là:

A. 87,5 ml
B. 125 ml
C. 62,5 ml
D. 175 ml

Câu 6: Cho hỗn hợp gồm 2,8 g Fe và 3,2 g Cu vào dung dịch HNO₃ thu được dung dịch A, V lít khí NO₂ (đktc) (sản phẩm khử duy nhất) và còn dư 1,6g kim loại. Khối lượng muối thu được và giá trị V là:

A. 10,6g và 2,24l
B. 14,58g và 3,36l
C. 16.80g và 4,48l
D. 13,7g và 3,36l

Câu 7: Dung dịch A chứa 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO₃)₂. Cho m gam bột Fe vào dung dịch đến khi phản ứng hoàn toàn thu được X là hai kim loại có khối lượng 0,8g. Giá trị của m là:

A. 20g
B. 30g
C. 40g
D. 60g

Câu 8: Khối lượng Fe thu được khi khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ bằng 2.24 lít CO là:

A. 15g
B. 17g
C. 16g
D. 18g

Câu 9: FeO có thể được điều chế bằng cách nào?

A. Dùng CO khử Fe₂O₃ tại 500°C
B. Nhiệt phân Fe(OH)₂ trong không khí
C. Nhiệt phân hợp chất Fe(NO₃)₂
D. Đốt cháy FeS trong oxi

Câu 10: Lượng Fe có khả năng hòa tan tối đa bởi dung dịch loãng chứa hỗn hợp 0,01 mol Fe(NO₃)₃ và 0,15 mol HCl là:

A. 0,28g
B. 1,68g
C. 4,20g
D. 3,6g

Câu 11: Fe(OH)₃ có thể điều chế bằng cách:

A. Cho Fe₂O₃ tác dụng với H₂O
B. Cho Fe₂O₃ tác dụng với NaOH
C. Cho muối sắt(III) tác dụng axit mạnh
D. Cho muối sắt(III) tác dụng NaOH dư

Câu 12: Dung dịch HNO₃ loãng oxi hóa được oxit nào sau đây?

A. MgO
B. FeO
C. Fe₂O₃
D. Al₂O₃

Câu 13: Chất nào dưới đây có thể dùng để khử ion Fe³⁺ thành ion Fe²⁺ trong dung dịch?

A. Mg
B. Cu
C. Ba
D. Ag

Câu 14: Hòa tan hoàn toàn 2,16 gam FeO trong lượng dư dung dịch HNO₃ loãng thu được V lít (đktc) khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V là:

A. 0,224 lít
B. 0,336 lít
C. 0,448 lít
D. 2,240 lít

Câu 15: Công thức oxit sắt biết rằng sau khi khử hoàn toàn 16 gam bột oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, khối lượng khí tăng thêm 4,8 gam là:

A. FeO
B. FeO₂
C. Fe₂O₃
D. Fe₃O₄

Câu 16: Cho sắt tác dụng với H₂O ở nhiệt độ nhỏ hơn 570°C thì chất rắn thu được là:

A. FeO
B. Fe₃O₄
C. Fe₂O₃
D. Fe(OH)₂

Câu 17: Để 3,6 gam FeO phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl thì số mol HCl là:

A. 1,00
B. 0,50
C. 0,75
D. 1,25

Câu 18: Dung dịch nào dưới đây tác dụng với dung dịch HCl dư tạo ra hai muối?

A. FeO
B. Fe₂O₃
C. Fe₃O₄
D. CuO

Câu 19: Hóa chất nào dưới đây có thể phân biệt Fe₂O₃ và Fe₃O₄?

A. NaOH đặc
B. HCl đặc
C. H₂SO₄
D. HNO₃ đặc

Câu 20: Nhiệt phân Fe(OH)₂ trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn là:

A. Fe(OH)₃
B. Fe₃O₄
C. Fe₂O₃
D. FeO

Đáp án:

1.D	2.C	3.C	4.C	5.A	6.D	7.C	8.C	9.A	10.D
11.D	12.B	13.B	14.A	15.C	16.C	17.A	18.C	19.D	20.C

FAQ: Câu Hỏi Thường Gặp Về Vị Trí Fe Trong Bảng Tuần Hoàn

Vị trí Fe trong bảng tuần hoàn có ý nghĩa gì?

Vị trí Fe trong bảng tuần hoàn cho biết số proton và electron của nguyên tử sắt, cũng như các tính chất hóa học đặc trưng của nó.
Tại sao sắt lại thuộc nhóm VIIIB?

Sắt thuộc nhóm VIIIB vì nó là một kim loại chuyển tiếp có electron hóa trị nằm ở lớp d.
Cấu hình electron của sắt ảnh hưởng đến tính chất của nó như thế nào?

Cấu hình electron của sắt cho phép nó tạo nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau, làm cho nó có nhiều tính chất hóa học đa dạng.
Sắt có những ứng dụng quan trọng nào trong đời sống?

Sắt được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, sản xuất ô tô, chế tạo máy móc và nhiều ngành công nghiệp khác.
Các hợp chất của sắt có vai trò gì?

Các hợp chất của sắt được sử dụng trong y học, nông nghiệp, công nghiệp và nhiều lĩnh vực khác.
Quặng sắt được khai thác và chế biến như thế nào?

Quặng sắt được khai thác từ các mỏ, sau đó được chế biến để loại bỏ tạp chất và thu được sắt nguyên chất hoặc các hợp kim của sắt.
Sắt có độc hại không?

Sắt không độc hại ở dạng kim loại, nhưng một số hợp chất của sắt có thể gây hại nếu tiếp xúc hoặc ăn phải.
Tại sao sắt lại bị gỉ?

Sắt bị gỉ do phản ứng với oxi và nước trong không khí, tạo thành oxit sắt (gỉ sắt).
Làm thế nào để bảo vệ sắt khỏi bị gỉ?

Có nhiều cách để bảo vệ sắt khỏi bị gỉ, bao gồm sơn, mạ kẽm, hoặc sử dụng các chất ức chế ăn mòn.
Sắt có vai trò gì trong cơ thể con người?

Sắt là một nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể con người, tham gia vào quá trình vận chuyển oxi và nhiều chức năng quan trọng khác.

Lời Kết

Hy vọng bài viết này của Xe Tải Mỹ Đình đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan và chi tiết về vị trí Fe trong bảng tuần hoàn, cũng như các tính chất và ứng dụng quan trọng của sắt. Nếu bạn đang tìm kiếm thông tin về các loại xe tải phù hợp với nhu cầu vận chuyển hàng hóa của mình, đừng ngần ngại truy cập XETAIMYDINH.EDU.VN để được tư vấn và hỗ trợ tốt nhất. Liên hệ ngay với chúng tôi qua hotline 0247 309 9988 hoặc đến trực tiếp địa chỉ Số 18 đường Mỹ Đình, phường Mỹ Đình 2, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội để khám phá thêm nhiều giải pháp vận tải tối ưu.