Tính Chất Hoá Học Của Crom (Cr), Crom Oxit Và Hợp ... - HayHocHoi

Vậy Crom có những tính chất hoá học và tính chất vật lý gì, và tại sao crom lại được ứng dụng phổ biến trong đời sống sản xuất, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Cấu tạo và vị trí của Crom trong bảng HTTH

 - Cấu hình e nguyên tử:

 24Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1

 24Cr2+: 1s22s22p63s23p63d4

 24Cr3+: 1s22s22p63s23p63d3

 - Vị trí: Cr thuộc ô 24, chu kì 4, nhóm VIB.

II. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của Crom

1. Tính chất vật lí của crom

-  Crom có màu trắng ánh bạc, rất cứng (cứng nhất trong số các kim loại, độ cứng chỉ kém kim cương), khó nóng chảy (tnc 18900C). Crom là kim loại nặng, có khối lượng riêng là 7,2 g/cm3.

2. Trạng thái tự nhiên của Crom

-  Crom nguồn gốc tự nhiên là sự hợp thành của 3 đồng vị ổn định; Cr52, Cr53 và Cr54 với Cr52 là phổ biến nhất (83,789%).

-  Crom là nguyên tố phổ biến thứ 21 trong vỏ Trái Đất, chỉ có ở dạng hợp chất (chiếm 0,03% khối lượng vỏ quả đất). Hợp chất phổ biến nhất là quặng cromit FeO.Cr2O3.

III. Tính chất hoá học của Crom - Cr

- Crom là kim loại có tính khử mạnh hơn sắt, có mức oxi hóa từ +1 đến +6, nhưng phổ biến hơn cả là +2, +3, +6.

1. Crom tác dụng với phi kim

- Ở nhiệt độ thường trong không khí, kim loại crôm tạo ra màng mỏng crôm (III) oxit có cấu tạo mịn, bền vững bảo vệ. ở nhiệt độ cao khử được nhiều phi kim.

- Crom tác dụng với Oxi: Cr + O2

 4Cr + 3O2  →  2Cr2O3

- Crom tác dụng với Clo: Cr + Cl2

 2Cr + 3Cl2 →  2CrCl3

2. Crom tác dụng với nước

-  Không tác dụng với nước do có màng oxit bảo vệ.

3. Crom tác dụng với axit

- Với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng nóng, màng axit bị phá huỷ, Cr khử được H+ trong dung dịch axit.

- Crom tác dụng với axit HCl : Cr + HCl

 Cr + 2HCl → CrCl2 + H2↑

- Crom tác dụng với axit H2SO4 : Cr + H2SO4

Cr + H2SO4 → CrSO4 + H2↑

- Phương trình ion: 2H+ + Cr → Cr2+ + H2↑

* Lưu ý: Crôm thụ động với axit H2SO4 và HNO3 đặc, nguội.

IV. Hợp chất của Crom (II) - Cr2+

1. Crom (II) Oxit - CrO

- CrO là một oxit bazơ. Màu đen

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

 

  

- Dung dịch CrCl2 để ngòai 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 duới dạng [Cr(H2O)]3+ có màu lục. Nên trong không khí CrCl2 chuyển từ màu xanh lam sang màu lục.

2. Crom (II) 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            

- Cr(OH)2 là một bazơ.            

3. Muối crom (II)

- Muối crom (II) có tính khử mạnh.

V. Hợp chất của Crom (III) - Cr3+

1. Crom (III) oxit - Cr2O3

- Cr2O3 có cấu trúc tinh thể, mu lục thẫm, có nhiệt độ nóng chảy cao( 22630C)

- Cr2O3 là oxit lưỡng tính, tan trong axit và kiềm đặc.

- Cr2O3 được dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh.

2. Crom (III) hidroxit - Cr(OH)3

- Cr(OH)3 là hiroxit lưỡng tính, kết tủa nhầy, màu lục nhạt, tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm.

+ Bị phân huỷ bởi nhiệt tạo oxit tương ứng:

 2Cr(OH)3  Cr2O3 + 3H2O

* Ví dụ 1: Viết các phương trình phản ứng của Cr(OH)3 lần lượt với Na2O2, H2O2, Cl2, Br2, NaOCl, PbO2, KMnO4 trong môi trường kiềm. (Cr3+ bị oxi hoá lên +6).

 Cr(OH)3 +3Na2O2 → 2Na2CrO4 + 2NaOH + 2H2O

 2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH → 2Na2CrO4 + 8H2O

 2Cr(OH)3 + 3Cl2  +  10 NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8 H2O

 2Cr(OH)3  +  3Br2  + 10NaOH → 2Na2CrO4 +  6NaBr + 8H2O

 2Cr(OH)3 + 3NaOCl  + 4NaOH →  2Na2CrO4 +  3NaCl + 5H2O

 2Cr(OH)3 + 3PbO2 + 4NaOH → 2Na2CrO4 + 3PbO + 5H2O

 Cr(OH)3  + 3KmnO4 + 5KOH → K2CrO4 + 3K2MnO4 + 4H2O

* Ví dụ 2: Cho NaOH đến dư vào dung dịch CrCl3, sau đó cho vào dung dịch thu đựợc một ít tinh thể Na2O2, ta có các PTHH của phản ứng:

 + Ban đầu xuất hiện kết tủa keo màu xanh nhạt, lượng kết tủa tăng dần đến cực đại, do phản ứng:

  CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3↓ + 3NaCl

 + Lượng kết tủa tan dần đến hết trong NaOH dư:

  Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2H2O

 + Cho tinh thể Na2O2 vào dung dịch thu được, ta thấy dung dịch xuất hiện màu vàng do tạo muối cromat:

  2NaCrO2  + 3Na2O2  + 4H2O → 2Na2CrO4 + 4NaOH

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)         

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

Phương trình ion:

- 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.

VI. Hợp chất của Crom (VI) - Cr6+

1. Crom (VI) Oxit - CrO3

- CrO3 là chất oxi hóa rất mạnh. Một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, NH3, C2H5OH,... bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3, CrO3 bị khử thành Cr2O3.          

- CrO3 là oxit axit, khi tác dụng với nước tạo thành hỗn hợp axit cromic H2CrO4 và axit đicromic H2Cr2O7. Hai axit này không thể tách ra ở dạng tự do, chỉ tồn tại trong dung dịch. Nếu tách ra khỏi dung dịch, chúng bị phân hủy thành CrO3.

2. Muối cromat và đicromat

- Ion cromat CrO42- có màu vàng. Ion đicromat Cr2O7 2- có màu da cam.

- Trong môi trường axit, cromat (màu vàng), chuyển hóa thành đicromat.(màu da cam)              

- Trong môi trường kiềm đicromat.(màu da cam), chuyển hóa thành cromat (màu vàng)                    

* Tổng quát:

- Muối cromat và đicromat có tính oxi hóa mạnh, chúng bị khử thành muối Cr (III).

- (NH4)2Cr2O7 bị nhiệt phân theo phản ứng:

 (NH4)2Cr2O7  Cr2O3 + N2↑ + 4H2O

- Phèn Crom : Cr2(SO4)3.K2SO4.24H2O

 Cr2(SO4)3 + 6KOH → 2Cr(OH)3 + 3K2SO4

 2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O.

 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 

 K2Cr2O7 + H2SO4 đặc → CrO3 + K2SO4 + H2O

VII. Điều chế Crom

- Cr2O3 được tách ra từ quặng, sau đó điều chế crom bằng phương pháp nhiệt nhôm:

 C2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3

VIII. Ứng dụng của Crom

- Các công dụng của crom

  + Trong ngành luyện kim, để tăng cường khả năng chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt: như là một thành phần của hợp kim, chẳng hạn trong thép không gỉ để làm dao, kéo.

  + Mạ crom, Làm thuốc nhuộm và sơn, Làm chất xúc tác.

  + Cromit được sử dụng làm khuôn để nung gạch, ngói.

  + Các muối crom được sử dụng trong quá trình thuộc da.

  + Dicromat kali (K2Cr2O7) là một thuốc thử hóa học.

IX. Bài tập Crom và hợp chất của Crom

* 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

>> Giải bài 1 trang 155 SGK Hóa 12

* 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

>> Giải bài 2 trang 155 SGK Hóa 12

* 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.

>> Giải bài 3 trang 155 SGK Hóa 12

* 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.

>> Giải bài 4 trang 155 SGK Hóa 12

* 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?

>> Giải bài 5 trang 155 SGK Hóa 12