Tóm tắt lý thuyết 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: \(2Cr+3O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2Cr_{2}O_{3}\) \(2Cr+3Cl_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2CrCl_{3}\) \(2Cr+3S\overset{t^{0}}{\rightarrow}Cr_{2}S_{3}\) 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: \(Cr{\rm{ }} + {\rm{ }}2HCl{\rm{ }} \to {\rm{ }}CrC{l_2} + {\rm{ }}{H_2} \uparrow\) \(Cr{\rm{ }} + {\rm{ }}{H_2}S{O_4} \to {\rm{ }}CrS{O_4} + {\rm{ }}{H_2} \uparrow\) Chú ý: Cr không tác dụng với dung dịch HNO3 hoặc H2SO4 đặc, nguội. 2. Hợp chất của Crom a. Hợp chất Crom (III) Crom (III) oxit – $Cr_2O_3$ Tính chất vật lí: $Cr_2O_3$ là chất rắn, màu lục thẩm, không tan trong nước. Tính chất hóa học: $Cr_2O_3$ là oxit lưỡng tính: $Cr_2O_3 + 2NaOH$ (đặc) $→ 2NaCrO_2 + H_2O và Cr_2O_3 + 6HCl → 2CrCl_3 + 3H_2$ Crom (III) hiđroxit – $Cr(OH)_3$ Tính chất vật lí: $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: $Cr(OH)_3 + NaOH → NaCrO_2 + 2H_2O$ và $Cr(OH)_3+ 3HCl → CrCl_3 + 3H_2O$. Tính khử và tính oxi hoá: $2CrCl_3 + Zn → 2CrCl_2 + ZnCl_2$ và $2NaCrO_2 + 3Br_2 + 8NaOH → 2Na_2CrO_4 + 6NaBr + 4H_2O$ b. Hợp chất Crom (VI) Crom (VI) oxit – $CrO_3$ Tính chất vật lí: $CrO_3$ là chất rắn màu đỏ thẫm. Tính chất hóa học: Là một oxit axit: $CrO_3 + H_2O → H_2CrO_4$ (axit cromic). $2CrO_3 + H_2O → H_2Cr_2O_7$ (axit đicromic). Có tính oxi hoá mạnh: Một số chất hữu cơ và vô cơ ($S, P, C, C_2H_5_{OH}$) bốc cháy khi tiếp xúc với $CrO_3$. Muối crom (VI) Tính chất vật lí: Là những hợp chất bền. $Na_2CrO_4$ và $K_2CrO_4$ có màu vàng (màu của ion $CrO_4^{2-}$). $Na_2Cr_2O_7$ và $K_2Cr_2O_7$ có màu da cam (màu của ion $Cr_2O_7^{2-}$) Tính chất hóa học: Các muối cromat và đicromat có tính oxi hoá mạnh: \(\begin{array}{l} {K_2}C{r_2}{O_7} + 6FeS{O_4} + 7{H_2}S{O_4} \to \\ {\rm{ }}3Fe{(S{O_4})_3} + C{r_2}{(S{O_4})_3} + {K_2}S{O_4} + 7{H_2}O \end{array}\). Trong dung dịch của ion CrO42- luôn có cả ion Cr2O72-ở trạng thái cân bằng với nhau: \(Cr_{2}O_{7}^{2-}+H_{2}O\Leftrightarrow 2CrO_{4}^{2-}+2H^{+}\) Bài tập minh họa 1. Bài tập Crom và hợp chất của Crom - Cơ bản Bài 1: Cho sơ đồ phản ứng: Cr\(\overset{Cl_{2}, du}{\rightarrow}\) X \(\overset{+KOH,+Cl_{2}}{\rightarrow}\) Y Biết Y là hợp chất của crom. Hai chất X và Y lần lượt là Hướng dẫn: \(Cr + Cl_2\rightarrow CrCl_3(X)\) \(CrCl_3 + Zn\overset{H^+}{\rightarrow}CrCl_2+ZnCl_2\) \(CrCl_3 + KOH + Cl_2 \rightarrow K_2CrO_4 (Y) + KCl + H_2O\) Bài 2: Cho sơ đồ chuyển hóa sau: \({K_2}C{r_2}{O_7}\overset{FeSO_{4}+H_{2}SO_{4}}{\rightarrow}X\overset{NaOH(d-)}{\rightarrow}Y\overset{Br_{2}+NaOH}{\rightarrow}Z\) Biết X, Y và Z là các hợp chất của crom. Hai chất Y và Z lần lượt là Hướng dẫn: - 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 Bài 3: 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: \(\\ 4Cr+3O_2\rightarrow 2Cr_2O_3 \\ 0,2 \hspace{40pt}\leftarrow 0,1\) \(\\ Cr+2HCl\rightarrow CrCl_2+H_2 \\ 0,2 \hspace{110pt} 0,2\) \(V_{H_2}=4,48 (l)\) 2. Bài tập Crom và hợp chất của Crom - Cơ bản Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 11,15 gam hỗn hợp X gồm crom và thiếc vào dung dịch HCl dư thu được3,36 lít H2 (đktc). Số mol O2 cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 11,15 gam X là: Hướng dẫn: X gồm x mol Cr và y mol Sn Phản ứng với HCl: Cr + HCl → CrCl2 + H2 Sn + HCl → SnCl2 + H2 ⇒ \(\left\{\begin{matrix} x + y = n_{H_2} =0,15\ mol\\ 52x + 119y = 11,15\ g \end{matrix}\right.\) ⇒ x = 0,1 mol; y = 0,05 mol Khi phản ứng với oxi: 2Cr + \(\frac{3}{2}\) O2 → Cr2O3 Sn + O2 → SnO2 ⇒ n\(\tiny O_2\) = 0,75 × 0,1 + 0,05 = 0,125 mol Bài 2: 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: \(\\ n_{H_{2}SO_{4}} = 2,5. 0,5 = 1,25 \ mol\) \(n_{HNO_{3}} = 3,2.1 = 3,2 \ mol\) n NO = 0,5 mol \(n_{NO_{3}^-}\) (muối) = 3,2 – 0,5 = 2,7 mol \(n_{SO_{4}^{2-}}\) = 1,25 mol 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 \(\Rightarrow n _{Al_{2}O_{3}} = 0,1\) 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 \(\\ \Rightarrow \sum n_{Cr_{2}O_{3}bd} = 0,2 \\ \sum n _{Al \ bd}= 0,5\) ⇒ Hiệu suất tính theo Cr2O3 ⇒ \(H\%=\frac{0,1}{0,2}=50\%\) Theo LTTK Education tổng hợp
