Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 39: Một số hợp chất của crom

1. Giải bài 1 trang 194 SGK Hóa 12 nâng cao

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

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.

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 → N₂^o + 6e (N^-3 là chất khử)

2Cr⁺⁶ + 6e → 2Cr⁺³ (Cr⁺⁶ là chất oxi hóa)

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:

Cr₂O₇^2- + 3S^2- + 14H⁺ → 2Cr³⁺ + 3S + 7H₂O

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).