Bài 34: Crom và hợp chất của crom

Tính chất của Crom (Cr)

I. Vị trí, cấu tạo

– Thuộc nhóm VIB, chu kì 4, số thứ tự 24, là kim loại chuyển tiếp.

– Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d54s1

– Số oxi hóa: +1 đến + 6 (số oxi hóa bền: +2, +3, +6)

– Khi Crom thể hiện hóa trị thấp là II, III có tính chất của kim loại, còn hóa trị VI có tính chất của phi kim.

– Cấu tạo đơn chất: mạng tinh thể lập phương tâm khối.

II. Tính chất vật lý

– Màu trắng ánh bạc, rất cứng.

– Khối lượng riêng lớn, khó nóng chảy

III. Tính chất hóa học

1. Tác dụng với phi kim

2. Tác dụng với nước

Crom bền hơn nước và không khí do có màng oxit rất mỏng, bền bảo vệ.

3. Tác dụng với axit

Chú ý: Crom không tác dụng với dung dịch axit HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội do bị thụ động hóa.

IV. Ứng dụng

– Thép chứa 2,8 – 3,8% crom có độ cứng cao, bền, có khả năng chống gỉ.

– Thép chứa 18% crom là thép không gỉ (thép inox).

– Thép chứa 25-30% crom siêu cứng dù ở nhiệt độ cao.

– Crom dùng để mạ thép. Thép mạ crom bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn và tạo vẻ đẹp cho đồ vật.

V. Sản xuất

Phương pháp nhiệt nhôm: Cr2O3 được tách ra từ quặng cromit FeO.Cr2O3.

Lý thuyết Hợp chất của Crom 

I. CROM (II)

1. Oxit CrO

– CrO là một oxit bazơ, màu đen

– CrO có tính khử, trong không khí CrO dễ bị oxi hóa thành Cr2O3.

– CrO tan dễ dàng trong dung dịch HCl loãng; H2SO4 loãng

CrO + 2HCl → CrCl2 + H2O

CrO + H2SO4 → CrSO4 + H2O

– CrO có tính khử, trong không khí CrO dễ bị oxi hóa thành Cr2O3.

2. Hidroxit Cr(OH)2

– Cr(OH)2 là chất rắn, màu vàng.

– Cr(OH)2 có tính khử, trong không khí oxi hóa thành Cr(OH)3

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3

– Cr(OH)2 là một bazơ.

Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + H2O

3. Muối crom (II)

– Muối crom (II) có tính khử mạnh.

4CrCl2 + O2 + 4HCl → 4CrCl3 + 2H2O

– Dung dịch CrCl2 để ngoài không khí lại chuyển từ màu xanh lam sang màu lục

– CrCl2 trong dung dịch phân ly ra Cr2+ và Cl. Ion Cr2+ tồn tại ở dạng [Cr(H2O)]2+ có màu xanh, nên dung dịch CrCl2 có màu xanh.

– Mặt khác trạng thái oxi hóa +2 của Cr có tính khử mạnh, ngay trong dung dịch CrCl2 bị oxi hóa bởi oxi không khí chuyển thành CrCl3. Ion Cr3+ trong dung dịch tồn tại dưới dạng [Cr(H2O)]3+ có màu lục. Nên trong không khí CrCl2 chuyển từ màu xanh lam sang màu lục.

II. CROM (III)

1. Oxit Cr2O3

– Crom (III) oxit: Cr2O3 là oxit lưỡng tính, tan trong axit và kiềm đặc.

Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O

Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Cr(OH)4]

– Được dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh.

2. Hidroxit Cr(OH)3

– Crom (III) hiđroxit: Cr(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính, kết tủa nhầy, màu lục nhạt, tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm.

Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2H2O

Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O

– Bị phân huỷ bởi nhiệt tạo oxit tương ứng:

2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O

Chú ý: vì ở trạng thái số oxi hóa trung gian, ion Cr3+ trong dung dịch vừa có tính oxi hóa (trong môi trường axit) vừa có tính khử (trong môi trường bazơ)

Cr3+ + Zn → 2Cr2+ + Zn2+

2CrO2 + 3Br2 + 8OH → 2CrO42- + 6Br + 4H2O

3. Muối crom (III)

– Muối crom (III) có tính khử và tính oxi hóa.

– Muối Cr(III): CrCl3 màu tím, Cr2(SO4)3 màu hồng.

Chú ý: khi vào dung dịch, muối Cr(III) có màu tím – đỏ ở nhiệt độ thường và màu lục khi đun nóng.

– Trong môi trường axit, muối crom (III) có tính oxi hóa bị Zn khử thành muối crom (II)

2Cr3+(dd) + Zn → 2Cr2+ + Zn2+(dd)

Ví dụ:

2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2

Cr2(SO4)3 + Zn → 2CrSO4 + ZnSO4

– Trong môi trường kiềm, muối crom (III) có tính khử và bị chất oxi hóa mạnh oxi hóa thành muối crom (VI).

2Cr3+(dd) + 3Br2 → 2Cr6+(dd) + 2Br(dd)

Ví dụ:

2CrCl3 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 6KCl + 8H2O

Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 3K2SO4 + 8H2O

2Cr(NO3)2 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 6KNO3 + 8H2O

– Phèn crom – kali K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O có màu xanh tính, được dùng để thuộc da, làm chất cầm màu trong ngành nhuộm vải.

III. CROM (VI)

1. Oxit CrO3

– CrO3 là một oxit axit, tác dụng với nước tạo ra axit:

CrO3 + H2O → H2CrO4: axit cromic

2CrO3 + H2O → H2Cr2O7: axit đicromic

– CrO3 có tính oxi hóa mạnh, một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, C2H5OH bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3.

2. Muối crom (VI)

Muối cromat: natri cromat (Na2CrO4) và kali cromat (K2CrO4) là muối của axit cromic, có màu vàng của ion cromat (CrO42-).

Muối đicromat: natri cromat (Na2Cr2O7) và kali đicromat (K2Cr2O7) là muối của axit đicromat, có màu da cam của ion đicrom (Cr2O72-).

– Trong môi trường axit, cromat chuyển hóa thành đicromat.

2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

– Trong môi trường kiềm đicromat chuyển hóa thành cromat.

K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + H2O

Các muối cromat và đicromat có tính oxi hóa mạnh, muối crom (VI) bị khử thành muối crom (III).

 

Bài 1 (trang 155 SGK Hóa 12): 

Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong dãy chuyển hóa sau:

Cr → Cr2O3 → Cr2(SO4)3 → Cr(OH)3 → Cr2O3

Lời giải:

(1) 4Cr + 3O2 → 2Cr2O3

(2) Cr2O3 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3H2O

(3) Cr2(SO4)3 + 6NaOH → 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4

(4) 2Cr(OH)3 → Cr2O3 + 3H2O

Bài 2 (trang 155 SGK Hóa 12): 

Cấu hình electron của ion Cr3+ là phương án nào?

A.[Ar] 3d5

B.[Ar] 3d4

C.[Ar] 3d3

D.[Ar] 3d2

Lời giải:

Đáp án C.

Cấu hình e của Cr là: [Ar]3d54s1

⇒ Cấu hình e của Cr3+ là: [Ar]3d3

Bài 3 (trang 155 SGK Hóa 12):

Các số oxi hóa đặc trưng của crom là phương án nào?

A. +2, +4, +6.

B. +2, +3, +6.

C. +1, +2, +4, +6.

D. +3, +4, +6.

Lời giải:

Đáp án B.

Bài 4 (trang 155 SGK Hóa 12): 

Hãy viết công thức của một số muối trong đó nguyên tố crom

a) Đóng vai trò cation.

b) Có trong thành phần của anion.

Lời giải:

Muối mà crom đóng vai trò của cation : Cr2(SO4)3, CrCl3, CrSO4

Muối mà crom có trong thành phần của anion : K2Cr2O7, Na2CrO4

Bài 5 (trang 155 SGK Hóa 12): 

Khi nung nóng 2 mol natri đicromat người ta thu được 48 gam O2 và 1 mol crom (III) oxit. Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng và xem xét natri đicromat đã bị nhiệt phân hoàn toàn chưa?

Lời giải:

2Na2Cr2O7 → 2Na2O + 2Cr2O3 + 3O2

Số mol O2 là

Số mol Na2Cr2O7

Nung 2 mol Na2Cr2O7 nếu thu 48 gam O2 thì chỉ nung hết 1 (mol). Do đó phản ứng chưa kết thúc.

Mục lục Giải bài tập Hóa 12

 

 

Xem thêm