Хром и его соединения (9, 11 классы)


Хром
Теоретическое введение
Хром является элементом побочной подгруппы VI группы. Это d-металл. На внешнем энергетическом уровне атома хрома содержится один электрон (3d54s1), однако соединения, в которых хром был бы одновалентен, неизвестны. Типичные степени окисления хрома +2, +3, +6, наиболее устойчивой является степень окисления +3. Соединения Cr (II) неустойчивы и быстро окисляются кислородом воздуха до соединений Cr (III).
При нагревании в мелкораздробленном состоянии хром окисляется многими неметаллами, сгорает в кислороде. Хром легко пассивируется, поэтому является исключительно химически устойчивым металлом.
Концентрированные H2SO4, HNO3 и царская водка на холоду не действуют на хром и лишь при нагревании медленно его растворяют. Однако хром реагирует с HCl и разбавленной H2SO4, вытесняя из них водород.
При прокаливании на воздухе образуется оксид хрома (III) Cr2O3 – тугоплавкое вещество зеленого цвета, не растворимое в воде. Cr2O3 – амфотерен, но малоактивен и реагирует только при сплавлении:
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O;
Cr2O3 + 3Na2S2O7 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4.
Гидроксид хрома (III) получают реакцией обмена:
Cr2(SO4)3 + 6КОН = 2Cr(OH)3↓ + 3К2SO4.
Cr(OH)3 не растворим в воде, имеет амфотерный характер. Он растворяется в кислотах с образованием солей, в которых хром (III) выполняет функцию катиона: Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O
и в щелочах с образованием солей, называемых хромитами, в которых хром (III) входит в состав аниона: Cr(OH)3 + 3КОН = К3[Cr(OH)6].
Соединения хрома (III) являются восстановителями и под действием окислителей переходят в соединения хрома (VI).
Оксид хрома (VI) CrO3 – вещество темно-красного цвета, сильный окислитель. При растворении его в воде образуется две кислоты хромовая и дихромовая, известные только в растворах. Соли хромовой кислоты (хроматы) окрашены в желтый цвет, присущий иону CrO42−, соли дихромовой кислоты (дихроматы) имеют оранжевую окраску, характерную для ионов Cr2O72−
Хроматы устойчивы в нейтральной и щелочной среде, дихроматы – в кислой. При изменении реакции среды возможен переход хроматов в дихроматы и наоборот:
2CrO42− + 2H+ ↔ Н2O + Cr2O72− (оранжевая окраска);
Cr2O72− + 2OH‾ ↔ H2O + 2CrO42− (желтая окраска).
Хроматы и дихроматы – сильные окислители. Наиболее сильно окислительные свойства проявляются в кислой среде, при этом соединения хрома (VI) восстанавливаются до соединений хрома (III).
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
1. Закончить уравнения реакций: а) K2Cr2O7 + KI + H2SO4 = …;
б) CrO3 + NaOH = …; в) CrCl3 + H2O ↔ …; г) Cr2O3 + H2SO4 =….
2. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления
следующих превращений:
Na2Cr2O7 → Na2CrO4 → Na2Cr2O7 → CrCl3.
3. Закончить уравнения реакций: а) NaCrO2 + PbO2 + NaOH = …;
б) K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 = …; в) Cr2(SO4)3 + H2O ↔ ….
4. Какой объем хлора при нормальных условиях выделится привзаимодействии одного моля дихромата натрия с избытком соляной кислоты? (Ответ: 67,2 л).
5. Составить уравнения реакций взаимодействия в щелочной среде хлорида хрома (III): а) с бромом (Br2); б) с пероксидом водорода (H2O2).
6. Составить уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:
Cr2O3 → Cr2(SO4)3 → Cr(OH)3 → K3[Cr(OH)6].
7. Составить уравнения реакций взаимодействия в щелочной среде сульфата
хрома (III): а) с бромом (Br2); б) с диоксидом свинца (PbO2).
8. Учитывая, что координационное число хрома (III) равно 6, написать
уравнения реакций образования комплексных соединений хрома и назвать их: а) CrCl3 + KCN (избыток) = …; б) Cr(OH)3 + NaOH (избыток) = …;
в) CrCl3 + NH4OH (избыток) = ….
9. Написать в молекулярном и ионном виде уравнения реакций гидролиза
солей хрома: а) Cr2(SO4)3 + K2CO3 + H2O = …;
б) Cr(NO3)3 + H2O ↔ …; в) CrCl3 + Na2S + H2O = ….
10. Расставить коэффициенты в уравнении реакции;
СrCl3 + Br2 + KOH = K2CrO4 + … + … + ….
11. При сплавлении хромита железа Fe(CrO2)2 с карбонатом натрия вприсутствии кислорода хром (III) и железо (II) окисляются и приобретают
степени окисления +6 и +3. Составить уравнение реакции.
12. Закончить уравнения реакций: а) Na2CrO4 + H2SO4 = …;
б) Na2Cr2O7 + NaOH = …; в) Na2Cr2O7 + HCl = …; г) Cr + HCl = ….
13. Закончить уравнения реакций окисления соединений хрома (III):
а) Cr2O3 + NaNO3 + Na2CO3 →сплавление … ;
б) Cr(NO3)3 + NaBiO3+ HNO3 = ….
14. Расставить коэффициенты в уравнении реакции
Al + K2Cr2O7 + H2SO4 = … + … + … + …
20.18. Закончить уравнения реакций:
а) Cr2O3 + H2SO4 = …;
б) Cr2O3 + КОН → сплавление…;
в) Cr2O3 + КОН + KMnO4 = …
20.19. Предложить 4 способа получения Cr2O3 Составить соответствующие
уравнения реакций.

Приложенные файлы


Добавить комментарий