Hóa học 12 Bài 34: Crom và hợp chất của Crom
Nội dung bài học trình bày cụ thể, tỉ mỉ về Crom và hợp chất của crom. Thông qua bài học các em học sinh biết được vị trí của Crom trong Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học; cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí - hóa học và phương pháp điều chế. Biết được tính chất và ứng dụng của một số hợp chất quan trọng của Crom như oxit và muối Crom (III), Crom (VI).
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Crom
a. Vị trí trong Bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
- Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d54s1 hay [Ar]3d54s1.
- Ô 24, nhóm VIB, chu kì 4.
b. Tính chất vật lí
- Crom là kim loại màu trắng bạc, có khối lượng riêng lớn (d = 7,2g/cm3), t0nc = 18900C
- Là kim loại cứng nhất, có thể rạch được thuỷ tinh.
c. Tính chất hóa học
Trong các hợp chất crom có số oxi hoá từ +1 → +6 (hay gặp +2, +3 và +6).
- Tác dụng với Phi kim:
\(\begin{array}{l}
2Cr + 3{O_2} \to 2C{r_2}{O_3}\\
2Cr + 3C{l_2} \to 2CrC{l_3}\\
2Cr + 3S \to C{r_2}{S_3}
\end{array}\)
- Tác dụng với nước:
Cr bền với nước và không khí do có lớp màng oxit rất mỏng, bền bảo vệ ⇒ Mạ crom lên sắt để bảo vệ sắt và dùng Cr để chế tạo thép không gỉ.
- Tác dụng với Axit:
\(\begin{array}{l}
Cr + 2HCl \to CrC{l_2} + {H_2}\\
Cr + {H_2}S{O_4} \to CrS{O_4} + {H_2}
\end{array}\)
- Chú ý: Cr không tác dụng với dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc, nguội.
1.2. Hợp chất của Crom
a. Hợp chất Crom (III)
- Crom (III) oxit – Cr2O3
+ Tính chất vật lý: Cr2O3 là chất rắn, màu lục thẩm, không tan trong nước.
+ Tính chất hóa học: Cr2O3 là oxit lưỡng tính:
Cr2O3 + 2NaOH (đặc) → 2NaCrO2 + H2O
Cr2O3 + 6HCl → 2CrCl3 + 3H2
- Crom (III) hiđroxit – Cr(OH)3
+ Tính chất vật lý: Cr(OH)3 là chất rắn, màu lục xám, không tan trong nước
+ Tính chất hóa học:
- Cr(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính:
Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2H2O
Cr(OH)3+ 3HCl → CrCl3 + 3H2O
- Tính khử và tính oxi hoá:
2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
b. Hợp chất Crom (VI)
- Crom (VI) oxit – CrO3
+ Tính chất vật lí: CrO3 là chất rắn màu đỏ thẫm.
+ Tính chất hóa học: Là một oxit axit:
CrO3 + H2O → H2CrO4 (axit cromic)
2CrO3 + H2O → H2Cr2O7 (axit đicromic)
Có tính oxi hoá mạnh: Một số chất hữu cơ và vô cơ (S, P, C, C2H5OH) bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3.
- Muối crom (VI):
+ Tính chất vật lý: Là những hợp chất bền.
Na2CrO4 và K2CrO4 có màu vàng (màu của ion CrO42-)
Na2Cr2O7 và K2Cr2O7 có màu da cam (màu của ion Cr2O72-)
+ Tính chất hóa học: Các muối cromat và đicromat có tính oxi hoá mạnh:
\({K_2}C{r_2}{O_7} + 6FeS{O_4} + 7{H_2}S{O_4} \to 3Fe{(S{O_4})_3} + C{r_2}{(S{O_4})_3} + {K_2}S{O_4} + 7{H_2}O\)
Trong dung dịch của ion CrO42- luôn có cả ion Cr2O72- ở trạng thái cân bằng với nhau:
\(C{r_2}O_7^{2 - } + {H_2}O \Leftrightarrow 2CrO_4^{2 - } + 2{H^ + }\)
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Phương trình phản ứng
Bài 1: Cho sơ đồ phản ứng:
\(Cr( + C{l_2}) \to X( + KOH, + C{l_2}) \to Y\)
Biết Y là hợp chất của crom. Hai chất X và Y lần lượt là
Hướng dẫn giải
\(\begin{array}{l}
Cr + C{l_2} \to CrC{l_3}(X)\\
CrC{l_3} + Zn \to CrC{l_2} + ZnC{l_2}\\
CrC{l_3} + KOH + C{l_2} \to {K_2}Cr{O_4}(Y) + KCl + {H_2}O
\end{array}\)
Bài 2: Cho sơ đồ chuyển hóa sau:
\({K_2}C{r_2}{O_7}( + FeS{O_4} + {H_2}S{O_4}) \to X( + NaOH) \to Y( + B{r_2} + NaOH) \to Z\)
Biết X, Y và Z là các hợp chất của crom. Hai chất Y và Z lần lượt là
Hướng dẫn giải
- Các phản ứng xảy ra là:
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 (X) + H2O
Cr2(SO4)3 + NaOH dư→ NaCrO2 (Y) + Na2SO4 + H2O
NaCrO2 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 (Z) + NaBr + H2O
2.2. Dạng 2: Xác định lượng chất sau phản ứng
Bài 1: Cho m gam bột crom phản ứng hoàn toàn với dung dịch HCl (dư) thu được V lít khí H2 (đktc). Mặt khác cũng m gam bột crom trên phản ứng hoàn toàn với khí O2 (dư) thu được 15,2 gam oxit duy nhất. Giá trị của V là
Hướng dẫn giải
\(\begin{array}{l}
4Cr + 3{O_2} \to 2C{r_2}{O_3}\\
0,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow 0,1\\
Cr + 2HCl \to CrC{l_2} + {H_2}\\
0,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,2\\
{V_{{H_2}}} = 4,48(l)
\end{array}\)
Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 11,15 gam hỗn hợp X gồm crom và thiếc vào dung dịch HCl dư thu được 3,36 lít H2 (đktc). Số mol O2 cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 11,15 gam X là:
Hướng dẫn giải
X gồm x mol Cr và y mol Sn
Phản ứng với HCl:
Cr + HCl → CrCl2 + H2
Sn + HCl → SnCl2 + H2
\( \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{x + y = {n_{{H_2}}} = 0,15\;mol}\\
{52x + 119y = 11,15\;g}
\end{array}} \right.\)
⇒ x = 0,1 mol; y = 0,05 mol
Khi phản ứng với oxi:
\(\begin{array}{l}
2Cr + \frac{3}{2}{O_2} \to C{r_2}{O_3}\\
Sn + {O_2} \to Sn{O_2}\\
\to n{O_2} = 0,75.0,1 + 0,05 = 0,125mol
\end{array}\)
2.3. Dạng 3: Hiệu suất của phản ứng
Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al và Cr2O3, thu được hỗn hợp Y. Chia hỗn hợp Y thành hai phần bằng nhau.
+ Phần 1 phản ứng vừa đủ 2,5 lít dung dịch H2SO4 0,5M, nóng (không có không khí).
+ Phần 2 phản ứng vừa đủ 3,2 lít dung dịch HNO3 1M, thu được 11,2 lít khí NO (đo ở đktc, sản phẩm khử duy nhất).
Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là:
Hướng dẫn giải
\(\begin{array}{l}
{n_{{H_2}S{O_4}}} = 2,5.0,5 = 1,25\;mol\\
{n_{HN{O_3}}} = 3,2.1 = 3,2\;mol\\
nNO = 0,5mol\\
{n_{NO_3^ - }} = 3,2 - 0,5 = 2,7mol\\
{n_{SO_4^{2 - }}} = 1,25mol
\end{array}\)
Ta thấy có sự chênh lệch điện tích NO3– và SO42 –, chính là do Cr sinh ra
⇒ nCr = 1,7 – 1,25. 2 = 0,2 mol
Cr + 4HNO3 → Cr(NO3)3 + NO + 2H2O
0,2 0,8 0,2 0,2
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
0,3 1,2 0,3
2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr
0,2 0,1 0,1 0,2
\( \Rightarrow {n_{A{l_2}{O_3}}} = 0,1\)
Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2O
0,1 0,6
Cr2O3 + 6HNO3 → 2Cr(NO3)3 + 3H2O
0,1 ← 3,2 – 0,8 – 1,2 – 0,6
\(\begin{array}{l}
\Rightarrow \sum {{n_{C{r_2}{O_3}bd}}} = 0,2\\
\sum {{n_{Al\;bd}}} = 0,5
\end{array}\)
⇒ Hiệu suất tính theo Cr2O3
\( \to H\% = \frac{{0,1}}{{0,2}} = 50\% \)
3.3. Trắc nghiệm Online
Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Crom và hợp chất của Crom Hóa học 12 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.
4. Kết luận
Sau bài học cần nắm:
- Vị trí của Crom trong Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học
- Cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lí - hóa học và phương pháp điều chế.
- Tính chất và ứng dụng của một số hợp chất quan trọng của Crom như oxit và muối Crom (III), Crom (VI).
Tham khảo thêm
- docx Hoá học 12 Bài 31: Sắt
- pdf Hóa học 12 Bài 32: Hợp chất của sắt
- pdf Hoá học 12 Bài 33: Hợp kim của sắt
- docx Hóa học 12 Bài 35: Đồng và hợp chất của Đồng
- docx Hóa học 12 Bài 36: Sơ lược về Niken, Kẽm, Chì, Thiếc
- docx Hóa học 12 Bài 37: Luyện tập Tính chất hóa học của sắt và hợp chất của sắt
- docx Hoá học 12 Bài 38: Luyện tập Tính chất hóa học của crom, đồng và hợp chất của chúng
- docx Hoá học 12 Bài 39: Thực hành Tính chất hóa học của sắt, đồng và hợp chất của sắt, crom