Có nhận xét gì về tính chất hóa học của các hợp chất Cr(II), Cr(III) và Cr(VI)? Dẫn ra những phản ứng hóa học để chứng minh.
Để trả lời câu hỏi trên cần nắm rõ tính chất hóa học của các hợp chất Cr(II), Cr(III) và Cr(VI).
Tính chất hóa học của các hợp chất Cr(II), Cr(III) và Cr(VI):
- Cr (II) có tính khử mạnh:
2CrCl2 + Cl2 → 2CrCl3
- Cr (III) vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử:
2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2
2CrCl3 + 3Cl2 + 16NaOH → 2Na2CrO4 + 12NaCl + 8H2O
- Cr (VI) có tính oxi hóa mạnh:
2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2 + 3H2O
2. Giải bài 2 trang 194 SGK Hóa 12 nâng cao
Có các sơ đồ phản ứng sau:
a. K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + S
b. K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O
c. K2Cr2O7 + FeSO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + Fe2(SO4)3
1) Lập các phương trình phản ứng hóa học cho những phản ứng trên.
2) Cho biết vai trò các chất tham gia phản ứng.
Phương pháp giải
– Để cân bằng phương trình trên ta dựa vào phương pháp thăng bằng electron và dựa vào sự tăng giảm số oxi hóa để xác định chất khử và chất oxi hóa.
Hướng dẫn giải
Câu a
\({K_2}\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 6} {O_7}\; + {\rm{ }}3{H_2}\mathop S\limits^{ – 2} {\rm{ }} + {\rm{ }}4{H_2}S{O_4}\; \to {\rm{ }}\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 3} {(S{O_4})_3}\; + {\rm{ }}{K_2}S{O_4}\; + {\rm{ }}7{H_2}O{\rm{ }} + {\rm{ }}3\mathop S\limits^0\)
(chất oxi hóa) (chất khử) (chất môi trường)
\(\left. {\begin{array}{*{20}{c}} {2 \times }\\ {3 \times } \end{array}} \right|\begin{array}{*{20}{c}} {\mathop {Cr}\limits^{ + 6} \to \mathop {Cr}\limits^{ + 3} + 3e}\\ {\mathop S\limits^{ – 2} \to \mathop S\limits^0 + 2{\rm{e}}} \end{array}\)
Câu b
\({K_2}\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 6} {O_7}\; + {\rm{ }}14H\mathop {Cl\;}\limits^{ – 1} \to {\rm{ }}2\mathop {Cr}\limits^{ + 3} C{l_3}\; + {\rm{ }}3\mathop {C{l_2}\;}\limits^0 + {\rm{ }}2KCl{\rm{ }} + {\rm{ }}7{H_2}O\)
(chất oxi hóa) (chất khử)
\(\left. {\begin{array}{*{20}{c}} {1 \times }\\ {3 \times } \end{array}} \right|\begin{array}{*{20}{c}} {\mathop {2Cr}\limits^{ + 6} \to \mathop {2Cr}\limits^{ + 3} + 6e}\\ {2C{l^ – } + 2{\rm{e}} \to \mathop {{\rm{C}}{{\rm{l}}_2}}\limits^0 } \end{array}\)
Câu c
\({K_2}\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 6} {O_7}\; + {\rm{ }}\mathop {Fe}\limits^{ + 2} S{O_4}\; \to {\rm{ }}\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 3} {(S{O_4})_3}\; + {\rm{ }}{K_2}S{O_4}\; + {\rm{ }}{H_2}O{\rm{ }} + {\rm{ }}\mathop {F{e_2}}\limits^{ + 3} {(S{O_4})_3}\)
\(\left. {\begin{array}{*{20}{c}} {2 \times }\\ {3 \times } \end{array}} \right|\begin{array}{*{20}{c}} {\mathop {Cr}\limits^{ + 6} + 3e \to \mathop {Cr}\limits^{ + 3} }\\ {\mathop {2Fe}\limits^{ + 2} \to \mathop {2Fe}\limits^{ + 3} + 2e} \end{array}\)
\(\left.\begin{matrix} 2x \\ \\ 3x \end{matrix}\right| \begin{matrix} \overset{+6}{Cr} \rightarrow 3e.2 + 2\overset{+3}{Cr} \\ 2\overset{2+}{Fe} -1e.2 \rightarrow 2 \overset{3+}{Fe} \end{matrix}\)
Vai trò của các chất tham gia:
- Cr+6 (K2Cr2O7) là chất oxi hóa .
- Fe2+ là chất khử.
3. Giải bài 3 trang 194 SGK Hóa 12 nâng cao
Người ta có thể điều chế Cr(III) oxit bằng cách phân hủy muối amoni đicromat ở nhiệt độ cao:
(NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + 4H2O
Hãy cho biết phản ứng trên thuộc loại phản ứng nào và lập phương trình hóa học?
Phương pháp giải
Để xác định phản ứng trên thuộc loại phản ứng nào ta cần dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của các chất trước và sau phản ứng.
Hướng dẫn giải
Đây là phản ứng oxi hóa khử nội phân tử.
Phương trình hóa học:
(NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + 4H2O
2N-3 → N2o + 6e (N-3 là chất khử)
2Cr+6 + 6e → 2Cr+3 (Cr+6 là chất oxi hóa)
4. Giải bài 4 trang 194 SGK Hóa 12 nâng cao
Viết phương trình oxi hóa – khử (dạng phân tử và ion rút gọn) giữa kali đicromat và natri sunfua khi có mặt axit sunfuric.
Phương pháp giải
Để viết phương trình oxi hóa – khử (dạng phân tử và ion rút gọn) giữa kali đicromat và natri sunfua cần xác định chất oxi hóa và chất khử và cân bằng phương trình theo phương pháp thăng bằng electron.
Hướng dẫn giải
Phương trình hóa học giữa kali đicromat và natri sunfua khi có mặt axit sunfuric:
K2Cr2O7 + 3Na2S + 7H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 3S + 7H2O
Phương trình ion:
Cr2O72- + 3S2- + 14H+ → 2Cr3+ + 3S + 7H2O
5. Giải bài 5 trang 194 SGK Hóa 12 nâng cao
Muối Cr(III) tác dụng với chất oxi hóa mạnh trong môi trường kiềm tạo thành muối Cr(VI)
a. Hãy lập phương trình hóa học của phản ứng sau:
CrCl3 + Cl2 + NaOH → Na2CrO4 + NaCl + H2O
Và cho biết vai trò các chất CrCl3 và Cl2 trong phản ứng. Giải thích?
b. Muối Cr(III) tác dụng với chất khử tạo thành muối Cr(II). Hãy lập phương trình của phản ứng sau:
CrCl3 + Zn → CrCl2 + ZnCl2
Và cho biết vai trò các chất CrCl3 và Zn trong phản ứng.
c. Hãy cho kết luận về tính chất hóa học của muối Cr(III).
Phương pháp giải
– Để cân bằng phương trình trên ta dựa vào phương pháp thăng bằng electron và dựa vào sự tăng giảm số oxi hóa để xác định chất khử và chất oxi hóa.
– Từ số oxi hóa của muối crom(III) ta kết luận về tính chất hóa học của muối Cr(III).
Hướng dẫn giải
Câu a
– Phương trình hóa học:
2CrCl3 + 3Cl2 + 16NaOH → 2Na2CrO4 + 12NaCl + 8H2O
\(\left.\begin{matrix} 2\times \\ \ \\ 3\times \end{matrix}\right| \begin{matrix} \overset{+3}{Cr} \rightarrow \overset{+6}{Cr} + 3e \ \ \ \\ 2Cl_{2} + 2e \rightarrow 2\overset{-}{Cl} \end{matrix}\)
– Vai trò các chất CrCl3 và Cl2 trong phản ứng:
- Cr+3 là chất khử.
- Cl2 là chất oxi hóa.
Câu b
– Phương trình hóa học:
2CrCl3 + Zn → 2CrCl2 + ZnCl2
\(\left.\begin{matrix} 2x \\ \ \\ 3x \end{matrix}\right| \begin{matrix} \overset{+3}{Cr} \rightarrow \overset{+2}{Cr} + e \ \ \ \ \\ 2Zn – 2e \rightarrow 2 \overset{2+}{Zn} \end{matrix}\)
– Vai trò của Cr3+ và Zn:
- Cr+3 là chất oxi hóa.
- Zn là chất khử.
Câu c
Muối Cr(III) vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử:
- Sản phẩm oxi hóa Cr(III) là Cr(VI).
- Sản phẩm khử Cr(III) là Cr(II).