Химические свойств хрома и его соединений
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (11 класс)

Химические свойства хрома и его важнейших соединений

Хром – твердый голубовато-белый металл.

Хром в переводе с греч. означает «цвет, краска» (многие природные и синтетические соединения Сr имеют яркую разнообразную окраску).

Элемент VI Б группы ПСХЭ. Электронная конфигурация хрома записывается как 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 , то есть наблюдается “проскок электрона” (как и для меди). Наиболее часто проявляемые степени окисления хрома: +2, +3 и +6.

Важнейшие соединения хрома

Химические свойства хрома

При обычных условиях хром устойчив к коррозии как на воздухе, так и в воде благодаря защитной оксидной плёнке, образующейся на поверхности металла.

I Взаимодействие с простыми веществами  - неМе

1. C кислородом реагирует при нагревании более 600 ºС с образованием зелёного оксида хрома (III):

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

2. С хлором и фтором реагирует при более низких температурах (250 и 300 ºС соответственно):

2Cr + 3F2 = 2CrF3

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

3. С бромом хром реагирует при температуре красного каления (900 ºС):

2Cr + 3Br2 = 2CrBr3

4. С азотом металлический хром реагирует при температуре выше 1000 ºС:

2Cr + N2 = 2CrN

5. С серой хром образует и сульфид хрома (II), и сульфид хрома III), что зависит от пропорций исходных веществ:

Cr + S = CrS

2Cr + 3S = Cr2S3

6. C водородом хром не реагирует!

II Взаимодействие со сложными веществами

1. Взаимодействие с водой

Хром – металл средней активности, поэтому тонкоизмельченный хром при высокой температуре реагирует с водяным паром, образуя оксид хрома (III) и водород:

2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2 ↑

2. В электрохимическом ряду напряжений металлов хром находится до водорода, поэтому он вытесняет водород из разбавленных хлороводородной и серной кислот, образуя окрашенные в голубой цвет соли хрома (II):

Cr + 2HCl(разб.) = CrCl2 + H2 ↑

Cr + H2SO4 (разб.) = CrSO4 + H2 ↑

На воздухе катионы Cr2+ быстро окисляются до Cr3+ :

4CrCl2 + O2 + 4HCl(разб.) = 4CrCl3 + 2H2O

В присутствии кислорода воздуха разбавленные хлороводородная и серная кислоты реагируют с хромом с образованием солей хрома (III):

4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O

Концентрированная азотная и серная кислоты пассивируют хром. Хром может растворяться в них лишь при сильном нагревании с образованием солей хрома (III) и продуктов восстановления кислот:

2Cr + 6H2SO4 (конц.) = Cr2(SO4)3 + 3SO2 ↑ + 6H2O

Cr + 6HNO3 (конц.) = Cr(NO3)3 + 3NO2 ↑+ 3H2O

В случае разбавленной азотной кислоты основным продуктом восстановления азота является N2:

10 Cr + 36HNO3(разб) = 10Cr(NO3)3 + 6N2↑ + 18 H2O

3. При взаимодействии с сильными окислителями в щелочной среде хром окисляется до степени окисления +6, образуя хроматы:

Cr + KClO3 + 2KOH = K2CrO4 + KCl + H2O

                                 хромат калия

Cr + 3NaNO3 + 2NaOH = Na2CrO4 + 3NaNO2 + H2O

                                     хромат натрия

Соединения хрома (II) и их важнейшие химические свойства

Важнейшие соединения хрома (II) – оксид хрома (II) и гидроксид хрома (II)

        Оксид хрома (II) СrO                   Гидроксид хрома (II) Сr(OH)2

Оксид хрома (II) CrO и гидроксид хрома (II) Сr(OH)2 проявляют основные свойства.

Оксид хрома (II) взаимодействует с кислотами с образованием солей:

CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O

При обычной температуре оксид хрома (II) устойчив на воздухе, при 1000 ºС окисляется до оксида хрома (VI):

4CrO + O2 = 2Cr2O3

С разбавленной серной и азотной кислотой, щелочами не взаимодействует.

Гидроксид хрома (II) Cr(OH)2 – вещество коричневого или желтого цвета, плохо растворяется в воде, проявляет основные свойства, медленно реагирует только с концентрированными кислотами, образуя соли хрома (II) синего цвета:

Cr(OH)2 + H2SO4 = CrSO4 + 2H2O.

С разбавленными кислотами и щелочами не взаимодействует.

Хороший восстановитель, легко окисляется кислородом воздуха:

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Cr(OH)3

Соединения хрома (III) и их важнейшие химические свойства

Одни из важнейших соединений хрома (III) – оксид Cr2O3 и гидроксид Cr(OH)3 

             Оксид хрома (III) Cr2O3             Гидроксид хрома (III) Cr(OH)3                 

Взаимодействуют как с кислотами, так и со щелочами, доказывая свою амфотерную природу:

Cr2O3 + 2KOH = 2KCrO2 + H2O – при сплавлении со щелочами

Cr2O3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O – с кислотами

Cr2O3 + Na2CO3 = 2NaCrO2 + CO2 – при сплавлении с карбонатами

Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O – c кислотами

Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6] -  в растворе со щелочами

При действии кислот хроматы разрушаются. Недостаток кислоты приводит к образованию гидроксида хрома (III):

NaCrO2 + HCl + H2O = Cr(OH)3 ↓ + NaCl

При избытке кислоты образуются соли:

NaCrO2 + 4HCl = CrCl3 + NaCl + 2H2O

Соединения хрома (VI) и их важнейшие химические свойства

Оксид хрома (VI) – темно-красное кристаллическое вещество, растворимое в воде.

Оксид хрома (VI) CrO3

Типичный кислотный оксид, образует кислоты:

CrO3 + H2O = H2CrO4 – хромовая кислота

2CrO3 + H2O = H2Cr2O7 – дихромовая кислота

Как типичный кислотный оксид CrO3 реагирует со щелочами и основными оксидами с образованием хроматов:

CrO3 + BaO = BaCrO4

CrO3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O

H2CrO4                                                                                      H2Cr2O7

Хромовая кислота                                 Дихромовая кислота

Хроматы                                                Дихроматы

Соединения хрома (VI) – сильные окислители!