Phương pháp Điều chế Crom?

Câu hỏi: Điều chế Crom

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

C₂O₃ + 2Al → 2Cr + Al₂O₃

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu về Crom và hợp chất của Crom  nhé.

A. Crom

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 lí 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 (t_nc 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+ + H_2↑

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

IV. Ứng 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.

B. HỢP CHẤT CỦA CROM

1. Hợp chất Crom (II)

a. CrO có tính chất tương tự FeO

- CrO là oxit bazơ:                

CrO + 2HCl → CrCl₂ + H₂O

- CrO là chất khử:                 

4CrO + O₂ → 2Cr₂O₃

b. Cr(OH)₂

- Là chất rắn, màu vàng.

- Tính chất hoá học:

+ Là oxit bazơ:                       

Cr(OH)₂ + 2HCl → CrCl₂ + 2H₂O

Cr(OH)₂ → CrO + H₂O (nung không có không khí)

+ Là chất khử:                        

4Cr(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Cr(OH)₃ (để ngoài không khí)

Cr(OH)₂ + 4HNO₃ → Cr(NO₃)₃ + NO₂ + 3H₂O

- Điều chế:                             

CrCl₂ + 2NaOH → 2NaCl + Cr(OH)₂ (không có không khí)

c. Muối Cr(II)

     Là chất khử mạnh:                   

2CrCl₂ + Cl₂ → 2CrCl₃

2. Hợp chất Crom (III)

a. Cr₂O₃

- Là chất rắn, màu lục thẫm, không tan.

- Tính chất hoá học: Là chất lưỡng tính tương tự Al₂O₃:

Cr₂O₃ + 6HCl → 2CrCl₃ + 3H₂O

Cr₂O₃ + 2NaOH đặc → 2NaCrO₂ + H₂O

hay

Cr₂O₃ + 2NaOH đặc + 3H₂O → 2Na[Cr(OH)₄]

- Điều chế: (NH₄)₂Cr2O7 → N₂ + Cr₂O₃ + H₂O

b. Cr(OH)₃

- Kết tủa màu lục xám.

- Tính chất hoá học: Là chất lưỡng tính tương tự Al(OH)₃

Cr(OH)₃ + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + NaOH → NaCrO₂ + 2H₂O

hay

Cr(OH)₃ + NaOH → Na[Cr(OH)₄]

- Điều chế:

CrCl₃ + 3NaOH → Cr(OH)₃ + 3NaCl

c. Muối Cr(III) (hay gặp: phèn crom-kali : K₂SO₄, Cr₂(SO₄)₃.24H₂O hay KCr(SO₄)₂.12H₂O)

- Trong môi trường axit là chất oxi hóa:

2Cr³⁺ + Zn → Zn²⁺ + 2Cr²⁺

- Trong môi trường bazơ là chất khử:

2Cr³⁺ + 16OH^- + 3Br₂ → 2CrO₄^2- + 6Br ^-+ 8H₂O

hay

2CrO₂- + 8OH^- + 3Br₂ → 2CrO₄^2- + 6Br ^-+ 4H₂O

3. Hợp chất Cr (VI)

a. 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.

b. Muối cromat và đicromat

– Ion cromat CrO₄^2- 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 →_t^o  Cr₂O₃ + N_2↑ + 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 + H₂SO_4 đặc → CrO₃ + K₂SO₄ + H₂O