CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. Vị trí, cấu tạo
Crom thuộc nhóm VIB, chu kì 4, và là kim loại chuyển tiếp.
- Trong hợp chất, crom có số OXH biến đổi từ +1 đến +6. Phổ biến hơn cả là các số OXH +2, +3, +6
- Ở nhiệt độ thường, crom có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối.
II. Tính chất vật lý:
Crom có màu trắng ánh bạc, rất cứng (rạch được thuỷ tinh, cứng nhất trong số các kim loại, độ cứng chỉ kém kim cương), khó nóng chảy (tnc 1890oC).
III. Tính chất hóa học:
1. Tác dụng với phi kim
4\[\overset{o}{\mathop{Cr}}\,\] + 3O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 2\[\overset{+3}{\mathop{C{{r}_{2}}}}\,{{O}_{3}}\]
2\[\overset{o}{\mathop{Cr}}\,\] + 3Cl2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 2\[\overset{+3}{\mathop{Cr}}\,C{{l}_{3}}\]
2. Tác dụng với axit
Trong dung dịch HCl, H2SO4 loãng nóng, màng oxit bị phá huỷ, crom khử ion H+ tạo ra muối Cr(II) và khí hiđro.
\[\overset{o}{\mathop{Cr}}\,\] + 2HCl \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] \[\overset{+2}{\mathop{Cr}}\,C{{l}_{2}}\] + H2
Tương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nguội mà các axit này làm cho kim loại crom trở nên thụ động.
IV. Ứng dụng
Crom có nhiều ứng dụng thiết thực trong công nghiệp và trong đời sống.
Trong công nghiệp, crom được dùng để sản xuất thép :
Trong đời sống, nhiều đồ vật bằng thép được mạ crom. Lớp mạ crom vừa có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn, vừa tạo vẻ đẹp cho đồ vật.
V. Sản xuất
Trong tự nhiên không có crom ở dạng đơn chất mà chỉ có ở dạng hợp chất (chiếm 0,03% khối lượng vỏ Trái Đất). Hợp chất phổ biến nhất của crom là quặng cromit sắt FeO.Cr2O3, quặng này thường có lẫn Al2O3 và SiO2.
Oxit crom (Cr2O3) được tách ra từ quặng. Sau đó điều chế crom bằng phương pháp nhiệt nhôm :
Cr2O3 + 2Al \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 2Cr + Al2O3
VI. Hợp chất của Crom (II)
1. Crom(II) oxit, CrO
* Là oxit bazo có màu đen
* Tính chất hóa học đặc trưng: tính khử, tính chất của oxit bazo.
Tác dụng với HCl, H2SO4 loãng sinh ra muối crom (II) và nước
CrO + 2HCl → CrCl2 + H2O
2. Crom (II) hidroxit, Cr(OH)2
* Là chất rắn màu vàng và là 1 bazo
* Tính chất hóa học đặc trưng:
Tính khử
4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3
Tính bazo: tác dụng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) sinh ra muối mới, nước
Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + 2H2O
3. Muối crom(II)
Muối crom (II) có tính khử mạnh
2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3
Dung dịch muối Crom(II) để ngoài không khí sẽ chuyển từ màu xanh lam xang màu xanh lục.
VII. Hợp chất crom (III)
1. Crom (III) oxit Cr2O3
* Là oxit lưỡng tính có màu xanh lục, tan được trong dung dịch axit và kiềm đặc:
Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2O
Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O
2. Hidroxit Cr(OH)3
* Là hidroxit lưỡng tính, kết tủa nhầy, màu lục nhạt tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm.
Cr(OH)3 + NaOH → \(Na\left[ Cr{{(OH)}_{4}} \right]\) (hay NaCrO2)
natri cromit
Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O
3. Muối crom (III)
Muối crom(III) có tính oxi hoá và tính khử.
Trong môi trường axit, muối crom(III) có tính oxi hoá và dễ bị những chất khử như Zn khử thành muối crom(II) :
2\[\overset{+3}{\mathop{Cr}}\,\] (dd) + \[\overset{o}{\mathop{Zn}}\,\] → 2\[\overset{+2}{\mathop{Cr}}\,\] (dd) + \[\overset{+2}{\mathop{Zn}}\,\] (dd)
Trong môi trường kiềm, muối crom(III) có tính khử và bị những chất oxi hóa mạnh oxi hóa thành muối crom(VI) :
2\[\overset{+3}{\mathop{Cr}}\,\] (dd) + \[\overset{o}{\mathop{3B{{r}_{2}}}}\,\] + 16OH-→ 2\[\overset{+6}{\mathop{Cr}}\,{{O}_{4}}^{2-}\] (dd) + \[\overset{-1}{\mathop{6Br}}\,\] (dd) + 8H2O
VIII. Hợp chất Crom (VI)
1. Crom (VI) oxit, CrO3
CrO3 là chất rắn, màu đỏ thẫm, là oxit axit có tính OXH rất mạnh.
Một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, NH3, C2H5OH,... bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3, đồng thời CrO3 bị khử thành Cr2O3. Ví dụ :
2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O
CrO3 là một oxit axit, tác dụng với nước tạo thành hỗn hợp axit cromic H2CrO4 và axit đicromic H2Cr2O7 : CrO3 + H2O → H2CrO4
2CrO3 + H2O → H2Cr2O7
Hai axit này không tách ra được ở dạng tự do, chỉ tồn tại trong dung dịch. Nếu tách khỏi dung dịch, chúng sẽ bị phân huỷ trở lại thành CrO3.
2. Muối cromat và dicrommat.
Muối cromat là muối có chứa ion: CrO42- (màu vàng)
Muối dicromat là muối có chứa ion: Cr2O72- (màu da cam)
Trong môi trường thích hợp, các muối cromat và đicromat chuyển hóa lẫn nhau theo một cân bằng :
2\[Cr{{O}_{4}}^{2-}\]+ 2H+ ⇄ \[C{{r}_{2}}{{O}_{7}}^{2-}\] + H2O
(màu vàng) (màu da cam)
* Tính OXH mạnh khi tác dụng với chất có tính khử:
K2Cr2O7+ 6FeSO4 +7H2SO4 → Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3+ K2SO4 +7H2O
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I2 + 7H2O
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Bài 1 (trang 155 SGK Hoá học 12):
Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình chuyển hóa sau:
Cr \[\overset{(1)}{\mathop{\to }}\,\] Cr2O3 \[\overset{(2)}{\mathop{\to }}\,\] Cr2(SO4)3 \[\overset{(3)}{\mathop{\to }}\,\] Cr(OH)3 \[\overset{(4)}{\mathop{\to }}\,\] Cr2O3.
Hướng dẫn giải:
(1) 4Cr + 3O2 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 2Cr2O3
(2) Cr2O3 + 3H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3H2O
(3) Cr2(SO4)3 + 6NaOH → 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4
(4) 2Cr(OH)3 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] Cr2O3 + 3H2O
Bài 2 (trang 155 SGK Hoá học 12):
Cấu hình electron của Cr3+ là:
A. [Ar]3d5. B. [Ar]3d4.
C. [Ar]3d3. D. [Ar]3d2.
Hướng dẫn giải:
Cấu hình e của Cr ( Z = 24): [Ar] 3d54s1
=> Cấu hình electron của Cr3+ là: [Ar] 3d3
Đáp án C
Bài 3 (trang 155 SGK Hoá học 12):
Số oxi hóa đặc trưng của Crom là :
A. +2, +4, +6. B. +2, +3, +6.
C. +1, +2, +4, +6. D. +3, +4, +6.
Hướng dẫn giải:
Số oxi hóa đặc trưng của crom là +2, +3, +6
Đáp án B
Bài 4 (trang 155 SGK Hoá học 12):
Hãy viết công thức của một số muối crom trong đó nguyên tố Crom:
a) đóng vai trò cation.
b) có trong thành phần của anion.
Hướng dẫn giải:
a) Crom đóng vai trò cation : CrCl2, Cr2(SO4)3.
b) Crom có trong thành phần của anion : K2CrO4, K2Cr2O7.
Bài 5 (trang 155 SGK Hoá học 12):
Khi nung nóng 2 mol natri đicromat người ta thu được 48 gam oxi và 1 mol crom(III) oxit. Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng và xét xem natri đicromat đã bị nhiệt phân hoàn toàn hay chưa ?
Hướng dẫn giải:
\[{{n}_{{{O}_{2}}}}=\frac{48}{32}=1,5\] (mol).
4Na2Cr2O7 \[\xrightarrow{{{t}^{o}}}\] 4Na2CrO4+2Cr2O3+3O2↑
2 1 1,5(mol)
=> Na2Cr2O7 đã bị phân hủy hết.
Gợi ý giải Hóa 12 bài crom và hợp chất của crom, lý thuyết trọng tâm, giải bài tập sách giáo khoa bài crom và hợp chất của crom do đội ngũ giáo viên ican trực tiếp biên soạn.