**Vị Trí Của Sắt Trong Bảng Tuần Hoàn: Giải Đáp Chi Tiết**

Bạn đang tìm kiếm thông tin chính xác về Vị Trí Của Sắt Trong Bảng Tuần Hoàn? CAUHOI2025.EDU.VN sẽ cung cấp cho bạn câu trả lời chi tiết và đầy đủ nhất, giúp bạn hiểu rõ về nguyên tố quan trọng này. Hãy cùng khám phá những thông tin hữu ích dưới đây.

Sắt là một nguyên tố hóa học vô cùng quan trọng, có mặt ở khắp mọi nơi từ cơ thể sống đến các công trình kiến trúc. Việc nắm vững vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu trúc, tính chất và ứng dụng của nó.

1. Vị Trí Của Sắt Trong Bảng Tuần Hoàn

Sắt (Fe) có số hiệu nguyên tử là 26. Cấu hình electron của sắt là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

• Ô (Số Thứ Tự): 26
• Chu Kỳ: 4
• Nhóm: 8B (VIIIB)
• Khối: d (Kim loại chuyển tiếp)

1.1. Tại Sao Vị Trí Này Quan Trọng?

Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn cho ta biết nhiều điều về tính chất hóa học của nó. Vì là một kim loại chuyển tiếp, sắt có khả năng tạo nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau (thường là +2 và +3), điều này làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong nhiều phản ứng hóa học và hệ thống sinh học.

1.2. Cấu Hình Electron Của Sắt Và Các Ion

• Fe (Nguyên tử sắt): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²
• Fe²⁺ (Ion sắt (II)): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ (mất 2 electron ở lớp 4s)
• Fe³⁺ (Ion sắt (III)): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ (mất 2 electron ở lớp 4s và 1 electron ở lớp 3d)

Cấu hình electron này giải thích tại sao sắt có thể tạo ra nhiều hợp chất khác nhau và tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử.

2. Tính Chất Vật Lý Của Sắt

Sắt là một kim loại có màu xám trắng, có ánh kim. Nó có độ dẻo và dễ rèn, cho phép dát mỏng và kéo sợi. Sắt dẫn điện và nhiệt ở mức trung bình, không tốt bằng đồng hay nhôm.

• Trạng thái: Rắn ở điều kiện thường
• Màu sắc: Xám trắng
• Tính chất khác: Dẻo, dễ rèn, có từ tính
• Nhiệt độ nóng chảy: 1538 °C (Theo Sách giáo khoa Hóa học lớp 12)

Ở nhiệt độ cao (khoảng 770 °C), sắt trở nên nhiễm từ và mất từ tính khi nhiệt độ vượt quá điểm Curie.

3. Trạng Thái Tự Nhiên Của Sắt

Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trên Trái Đất, chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất. Nó tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất trong các loại quặng khác nhau:

• Hematit (Fe₂O₃): Quặng sắt quan trọng nhất, có màu đỏ hoặc nâu đỏ.
• Magnetit (Fe₃O₄): Quặng sắt từ, có từ tính mạnh.
• Limonit (Fe₂O₃.nH₂O): Quặng hematit ngậm nước, có màu nâu.
• Siderit (FeCO₃): Quặng sắt cacbonat.
• Pirit (FeS₂): Quặng sắt sunfua, còn gọi là “vàng của kẻ ngốc”.

Sắt cũng có mặt trong thành phần của nhiều khoáng vật silicat và sunfua khác.

4. Tính Chất Hóa Học Của Sắt

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

4.1. Tác Dụng Với Phi Kim

Sắt tác dụng với nhiều phi kim khi đun nóng:

• Với Oxi:

  3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (nung nóng)

  Sản phẩm là oxit sắt từ, một oxit hỗn hợp của FeO và Fe₂O₃.

• Với Lưu huỳnh:

  Fe + S → FeS (nung nóng)

  Sản phẩm là sắt(II) sunfua.

• Với Halogen (trừ Iot):

  2Fe + 3X₂ → 2FeX₃ (nung nóng, X là Cl, Br)

  Ví dụ: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (sắt(III) clorua)

  Lưu ý: Sắt không tác dụng trực tiếp với Iot, mà tạo ra sắt(II) iodua (FeI₂).

4.2. Tác Dụng Với Nước

Sắt không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, sắt có thể phản ứng với hơi nước:

• Ở nhiệt độ dưới 570°C:

  Fe + H₂O → FeO + H₂ (trên 570°C)

• Ở nhiệt độ cao hơn:

  3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂ (trên 570°C)

4.3. Tác Dụng Với Axit

• Với Axit Clohidric (HCl) và Axit Sunfuric loãng (H₂SO₄ loãng):

  Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

  Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

  Sản phẩm là muối sắt(II) và khí hidro.

• Với Axit Nitric (HNO₃) và Axit Sunfuric đặc (H₂SO₄ đặc, nóng):

  Sắt tác dụng với HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nóng tạo ra muối sắt(III), nước và các sản phẩm khử như NO₂, NO (với HNO₃) hoặc SO₂ (với H₂SO₄).

  Ví dụ:

  Fe + 4HNO₃ (loãng) → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

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

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

  Lưu ý: Sắt bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

4.4. Tác Dụng Với Dung Dịch Muối

Sắt có thể khử các ion kim loại yếu hơn trong dung dịch muối:

Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

Nếu AgNO₃ dư, Fe(NO₃)₂ có thể tiếp tục phản ứng:

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ (dư) → Fe(NO₃)₃ + Ag

5. Các Hợp Chất Quan Trọng Của Sắt

Sắt tạo ra nhiều hợp chất quan trọng, trong đó có các oxit, hidroxit và muối.

5.1. Hợp Chất Sắt(II)

• Sắt(II) oxit (FeO): Chất rắn màu đen, không tan trong nước. Có tính bazơ, tác dụng với axit tạo thành muối sắt(II). Dễ bị oxi hóa thành sắt(III).

  FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

• Sắt(II) hidroxit (Fe(OH)₂): Chất rắn màu trắng xanh, không tan trong nước. Dễ bị oxi hóa trong không khí thành sắt(III) hidroxit màu nâu đỏ.

  4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

• Muối sắt(II): Thường có màu xanh nhạt. Dễ bị oxi hóa thành muối sắt(III).

  Ví dụ: FeCl₂, FeSO₄.

5.2. Hợp Chất Sắt(III)

• Sắt(III) oxit (Fe₂O₃): Chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước. Có tính chất lưỡng tính, tan trong axit mạnh.

  Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

• Sắt(III) hidroxit (Fe(OH)₃): Chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước. Có tính chất lưỡng tính, tan trong axit mạnh.

  Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O

• Muối sắt(III): Thường có màu vàng hoặc nâu. Có tính oxi hóa.

  Ví dụ: FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃.

6. Ứng Dụng Của Sắt Và Hợp Chất Của Sắt

Sắt và hợp chất của nó có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và công nghiệp:

• Sản xuất thép: Sắt là thành phần chính của thép, một vật liệu xây dựng quan trọng.
• Chất xúc tác: FeCl₃ được sử dụng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hữu cơ.
• Xử lý nước: Phèn sắt (Fe₂(SO₄)₃) được sử dụng trong xử lý nước để loại bỏ các chất bẩn.
• Sơn chống gỉ: Fe₂O₃ được sử dụng làm chất tạo màu trong sơn chống gỉ.
• Luyện gang: Quặng hematit (Fe₂O₃) được sử dụng để luyện gang.
• Y học: Sắt là thành phần quan trọng của hemoglobin trong máu, giúp vận chuyển oxy.

7. Một Số Câu Hỏi Trắc Nghiệm Về Sắt Và Hợp Chất (Có Đáp Án)

Để củng cố kiến thức, hãy cùng làm một số câu hỏi trắc nghiệm sau:

1. Trong dung dịch FeCl₃, kim loại nào không tan?

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

   Đáp án: D

2. Khí sẽ không được sinh ra ở chất nào sau đây khi phản ứng với dung dịch HNO₃ đặc nóng?

   A. FeO B. Fe₃O₄ C. Fe₂O₃ D. Fe(OH)₂

   Đáp án: C

3. Chất nào sau đây thu được kết tủa là Fe(OH)₃ sau khi tác dụng với dung dịch FeCl₃?

   A. H₂S B. AgNO₃ C. NaOH D. NaCl

   Đáp án: C

4. Dung dịch X được tạo ra khi hòa tan một lượng FexOy bằng H₂SO₄ loãng dư. Đây là chất có thể làm mất màu dung dịch thuốc tím cũng như hòa tan được bột Cu. Chất đó là:

   A. FeO B. Fe₂O₃ C. Fe₃O₄ D. A hoặc B

   Đáp án: C

5. Tác dụng 2,8 gam hỗn hợp FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ với V ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X. Kết tủa Y được tạo ra khi NaOH dư được cho vào dung dịch X. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 3 g chất rắn. Tìm V.

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

   Đáp án: A

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 ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) và còn dư 1,6g kim loại. Khối lượng muối thu và giá trị V thu được sau khi cô cạn dung dịch khi phản ứng xảy ra hoàn toàn 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

   Đáp án: D

7. 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO₃)₂ là của dung dịch A. Fe bột m g được cho vào dung dịch cho đến khi phản ứng được X là hai kim loại có khối lượng 0,8g. M sẽ nặng?

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

   Đáp án: C

8. Khối lượng Fe khi khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ với 2.24 l thu được là

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

   Đáp án: C

9. FeO có thể được điều chế theo cách nào?

   A. Tại 500°C dùng CO khử Fe₂O₃

   B. Trong không khí Nhiệt phân Fe(OH)₂

   C. Nhiệt phân hợp chất Fe(NO₃)₂

   D. Trong oxi đốt cháy FeS

   Đáp án: A

10. HCl 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 là:

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

    Đáp án: D

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

    A. Fe₂O₃ tác dụng với H₂O

    B. Fe₂O₃ tác dụng với NaOH

    C Muối sắt (III) tác dụng axit mạnh

    D. Muối sắt (III) tác dụng NaOH dư

    Đáp án: D

12. Dung dịch HNO₃ loãng sẽ oxit hóa oxit nào sau đây?

    A. MgO B. FeO C. Fe₂O₃ D. Al₂O₃

    Đáp án: B

13. Một lượng chất dư nào dưới đây có thể sử dụng trong dung dịch thành ion Fe²⁺ để khử ion Fe³⁺

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

    Đáp án: B

14. V là bao nhiêu khi trong lượng dư dung dịch HNO₃ loãng thu được V lít (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất từ phản ứng khi hòa tan hoàn toàn 2,16 gam FeO trong lượng dư

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

    Đáp án: A

15. Đâu là oxit sắt đó sau khi ở nhiệt độ cao khử hoàn toàn 16 gam bột oxit sắt bằng CO và sau phản ứng khối lượng khí tăng thêm 4,8 gam

    A. FeO B. FeO₂ C. Fe₂O₃ D. Fe₃O₄

    Đáp án: C

16. H₂ và sản phẩm rắn được tạo ra khi sắt tác dụng với H₂O ở nhiệt độ nhỏ hơn 570°C thì chất rắn đó là gì

    A. FeO. B. Fe₃O₄. C. Fe₂O₃. D. Fe(OH)₂.

    Đáp án: C

17. Dung dịch chứa a là bao nhiêu mol HCl để cho 3,6 gam FeO phản ứng vừa đủ

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

    Đáp án: A

18. Dung dịch HCl dư tạo ra hai muối khi tác dụng với dung dịch nào dưới đây

    A. FeO B. Fe₂O₃ C. Fe₃O₄ D. CuO

    Đáp án: C

19. Fe₂O₃ và Fe₃O₄ được phân biệt bằng hóa chất nào dưới đây?

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

    Đáp án: D

20. Ta thu chất rắn sau khi nhiệt phân Fe(OH)₂ trong không khí cho tới khối lượng không đổi là:

    A. Fe(OH)₃ B. Fe₃O₄ C. Fe₂O₃ D. FeO

    Đáp án: C

8. Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)

1. Sắt có những hóa trị nào?

   Sắt có hai hóa trị phổ biến là +2 (trong các hợp chất sắt(II)) và +3 (trong các hợp chất sắt(III)).

2. Tại sao sắt dễ bị gỉ?

   Sắt dễ bị oxi hóa trong môi trường ẩm, tạo thành gỉ sắt (Fe₂O₃.nH₂O), một lớp xốp và không bảo vệ, làm cho quá trình ăn mòn tiếp tục diễn ra.

3. Làm thế nào để bảo vệ sắt khỏi bị gỉ?

   Có nhiều phương pháp bảo vệ sắt khỏi bị gỉ, bao gồm sơn, mạ kẽm, mạ crom, và sử dụng thép không gỉ (hợp kim của sắt với crom và niken).

4. Sắt có vai trò gì trong cơ thể người?

   Sắt là thành phần quan trọng của hemoglobin, protein vận chuyển oxy trong máu. Thiếu sắt có thể gây ra thiếu máu.

5. Quặng hematit là gì và có công thức hóa học như thế nào?

   Quặng hematit là một loại quặng sắt quan trọng, có công thức hóa học là Fe₂O₃ (sắt(III) oxit).

6. Sắt có phản ứng với axit nitric đặc nguội không?

   Không, sắt bị thụ động hóa trong axit nitric đặc nguội, tức là nó không phản ứng do tạo thành một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt.

7. Muối sắt(II) và muối sắt(III) khác nhau như thế nào?

   Muối sắt(II) chứa ion Fe²⁺ và thường có màu xanh nhạt, dễ bị oxi hóa thành muối sắt(III). Muối sắt(III) chứa ion Fe³⁺ và thường có màu vàng hoặc nâu, có tính oxi hóa.

8. Ứng dụng quan trọng nhất của sắt là gì?

   Ứng dụng quan trọng nhất của sắt là sản xuất thép, một vật liệu xây dựng và chế tạo máy quan trọng.

9. Sắt có dẫn điện tốt không?

   Sắt dẫn điện ở mức trung bình, không tốt bằng đồng hoặc nhôm.

10. Làm thế nào để phân biệt muối sắt(II) và muối sắt(III) trong phòng thí nghiệm?

    Có thể dùng dung dịch thuốc tím (KMnO₄) để phân biệt. Muối sắt(II) làm mất màu thuốc tím, trong khi muối sắt(III) thì không.

9. Bạn Vẫn Còn Thắc Mắc Về Vị Trí Của Sắt Trong Bảng Tuần Hoàn?

CAUHOI2025.EDU.VN hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin chi tiết và hữu ích về vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn, cũng như các tính chất và ứng dụng quan trọng của nó.

Nếu bạn vẫn còn bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại truy cập website CauHoi2025.EDU.VN để khám phá thêm nhiều câu trả lời, hoặc liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ: 30 P. Khâm Thiên, Thổ Quan, Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam, số điện thoại: +84 2435162967. Chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn!