Home Hóa lớp 12 Lý thuyết và bài tập về Crom và các hợp chất của...

Lý thuyết và bài tập về Crom và các hợp chất của Crom (có giải)

394
0

KỸ NĂNG LÀM BÀI CHỦ ĐỀ CROM-SẮT VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA CHÚNG

A . KỸ NĂNG LÀM BÀI CHỦ ĐỀ CROM VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA CROM

I . Kiến thức cơ bản cần nắm vững

**A1: Crom

1 . Vị trí và cấu tạo Crom

Crom là kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm VIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử là 24

Sự phân bố electron vào các mức năng lượng 1s22s22p63s23p64s13d5

Cấu hình electron nguyên tử 1s22s22p63s23p64s13d54s1 hay [Ar] 3d54s1

Crom có số oxi hóa +1 đến +6, phổ biến hơn là các số oxi hóa +2, +3 và +6

2 . Tính chất vật lý Crom

Crom có màu trắng, ánh bạc, rất cứng (cứng nhất trong số các kim loại),  khó nóng chảy (18900C)

Crom là kim loại nặng có khối lượng riêng 7,2 g/cm3

3 . Tính chất hóa học Crom

a . Crom Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ cao Crom tác dụng được với nhiều phi kim

4Cr + 3O2   –t0–> 2Cr2O3

2Cr + 3Cl2  –to–> 2CrCl3

b . Crom Tác dụng với nước

Crom có thế điện cực chuẩn nhỏ (E0Cr3+/Cr = -0,74V) âm hơn so với thế điện cực hiđrô ở pH bằng 7 (E0H2O/H2 = -0,74V). Tuy nhiên trong thế thực tế crom không phản ứng với nước.

c . Crom Tác dụng với axit

Khi tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng tạo ra muối Cr (II)

Cr + 2HCl -> CrCl2 + H2

Cr + H2SO4 -> CrSO4 + H2

Cr không phản ứng với HNO3 và H2SO4 đặc nguội

Chú ý: Crom tan được trong dung dịch NaOH loãng cũng như dung dịch NaOH đặc nóng

d . Ứng dụng Crom

  • Thép chứa 2,8 đến 3,3% Crom có độ cứng cao bền có khả năng chống gỉ
  • Thép chứa 18% Crom là thép không gỉ thép inox
  • Thép chứa 25 đến 30% Crom siêu cứng ở nhiệt độ cao
  • Crom dùng để mạ thép. Thép mạ Crôm bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn và tạo vẻ đẹp cho đồ vật

e . Sản xuất Crom

– Phương pháp nhiệt nhôm: Cr2O3 được tách ra từ quặng cromit FeO. Cr2O3

4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O2  -> 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8 CO2

2Na2CrO4 + H2SO4 -> Na2CrO7 + Na2SO4+ H2O

Na2CrO7 + 2C -> Cr2O3+ Na2CO3 + CO

Cr2O3+ 2Al –to–> 2Cr + Al2O3

**A2: Một số hợp chất của Crom

1 . Hợp chất Crom (II)

a . CrO

CrO là một oxit bazo

CrO tan dễ dàng trong dung dịch HCl loãng, H2SO4 loãng

CrO + 2HCl -> CrCl2 + H2O

 CrO + H2SO4 -> CrSO4 + H2O

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

CrO + ¼ O2 –t0–> ½ Cr2O3

b . 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

4 Cr(OH)2 + O2 + 2H2O -> 4Cr(OH)3 (tương tự như Fe(OH)2)

  • Cr(OH)2 là một bazo

Cr(OH)2 + 2HCl -> CrCl2 +  2H2O

c . Muối crom (II)

. Muối crom (II) có tính khử mạnh

2CrCl2 +  Cl2  -> 2CrCl3 (tương tự như FeCl2)

2 . Hợp chất Crom (III)

a . Cr2O3

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

Cr2O3 + 6HCl -> 2CrCl3 + 3H2O

Cr2O3 + 2NaOH -> 2NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + 2NaOH + 3H2O -> 2Na[Cr(OH)4]

  • Cr2O3 được dùng tạo màu cho đồ sứ đồ thủy tinh
  • Cr2O3 tuy là một oxit lưỡng tính nhưng nó chỉ tan trong dung dịch axit, kiềm đặc chứ không tan trong dung dịch loãng

b . Cr(OH)3

Cr(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm

Cr(OH)3  + 3HCl -> CrCl3 + 3H2O

Cr(OH)3  + NaOH -> Na[Cr(OH)4]

Cr(OH)3  + NaOH -> NaCrO2 +2 H2O

c . Muối Crom (III)

  • Muối Crom (III) có tính khử và tính oxi hóa
  • Trong môi trường axit muối Crom (III) có tính oxi hóa bị Zn khử thành muối Crom (II)

2CrCl3 + Zn -> 2CrCl2 + ZnCl2

Cr2(SO4)3 + Zn -> 2CrSO4 + ZnSO4

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

2CrBr3 + 3Br2 + 16KOH -> 2K2CrO4 + 12KBr + 8H2O

2CrCl3 + 3Br2 + 16KOH -> 2K2CrO4 + 6KBr + 6HCl + 8H2O

Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16KOH -> 2K2CrO4 + 6KBr + 3K2SO4 + 8H2O

Cr2(NO3)3 + 3Br2 + 16KOH -> 2K2CrO4 + 6KBr + 3KNO3 + 8H2O

Phương trình ion:

2Cr3+ + 3Br2 + 16OH  -> 2CrO42- + 6Br + 8H2O

  • Phèn crom kali K2SO4 .Cr2(SO4)3.24H2O có màu xanh tím được dùng để thuộc da, làm chất cầm màu trong ngành nhuộm vải.

3 . Hợp chất Crom (IV)

a . 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 bị khử thành Cr2O3

4CrO3 + 3S -> 3SO2 + 2Cr2O3

10CrO3 + 6P -> 3P2O5 + 5Cr2O3

4CrO3 + 3C -> 3CO2 + 2Cr2O3

C2H5OH + 4CrO3 -> 2CO2 + 2Cr2O3 + 3H2O

2CrO3 + 2NH3  -> Cr2O3+ 3H2O + N2

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

CrO3 + H2O -> H2CrO4

2CrO3 + H2O -> H2Cr2O7

b .  Muối cromat và muối dicromat

Ion cromat CrO42- có màu vàn,g ion cromat Cr2O72- có màu da cam

Trong môi trường axit cromic chuyển hóa thành bi cromat

2K2CrO4 + H2SO4 -> K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

Trong môi trường kiềm đicromat chuyển hóa thành cromat

K2CrO4 + 2KOH ->2 K2Cr2O4 + H2O

Tổng quát : 2 CrO42- + 2H+  -> <- Cr2O72- + H2O

Ta có chuyển hóa sau:

  • Nếu ta nhỏ dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch Na2CrO4 (màu vàng) thì dung dịch sẽ chuyển sang màu da cam
  • Nếu ta nhỏ dung dịch kiềm loãng vào dung dịch Na2Cr2O7 thì dung dịch sẽ chuyển sang màu vàng
  • Muối cromat và đicromat có tính oxi hóa mạnh, chúng bị khử thành muối Cr(III)

K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 -> Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 -> Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 3I2 + 7H2O

K2Cr2O7 + 14HCl -> 2KCl + 3CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O

K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 -> Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O + 3S

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

(NH4)2Cr2O7   –to–> N2 + Cr2O3 + 4H2O

II . Các dạng bài tập về Crom và hợp chất của Crom

Câu 1: Muối amoni đicromat bị nhiệt phân theo phương trình:
(NH4)2Cr2O7   –to–> N2 + Cr2O3 + 4H2O
Khi phân hủy 48 gam muối này thấy còn 30 gam gồm chất rắn và tạp chất không bị biến đổi. Phần trăm tạp chất trong muối là:

A . 8,5              B . 6,5                    C . 7,5                    D. 5,5

Giải:

(NH4)2Cr2O7   –to–> N2 + Cr2O3 + 4H2O

                x                      x         x          4x

BTKL: mN2 + mH2O -> 28x + 18.4x = 48-30 =>x=0,18

=>m(NH4)2Cr2O7 = 252x = 45,36g =>%mtạp = ((48-45,46)/48) . 100% = 5,5%

=>Đáp án D

Câu 2: Để oxi hóa hoàn toàn 0,01 mol CrCl3 thành K2CrO4 bằng Cl2 khi có mặt KOH , lượng tối thiểu Cl2 và KOH phản ứng là:

A . 0,015 mol và 0,04 mol               B . 0,015 mol và 0,008 mol

C . 0,03 mol và 0,08 mol                 D . 0,03 mol và 0,04 mol

Giải:

2CrCl3 + 16KOH + 3Cl2 -> 8H2O + 2KCl + 2K2CrO4

0,01        -> 0,08     0,015 mol

=>Đáp án B

Câu 3: Tính khối lượng bột nhôm cần dùng để có thể điều chế được 78 gam Crôm bằng phương pháp nhiệt nhôm:

A . 20,25 g          B . 35,696 g          C . 40,5 g              D . 81 g

Giải:

Bt e: 3nAl = 3nCr =>nAl = 78/52 = 1,5 mol =>mAl= 27.1,5 = 40,5 g =>Đáp án C

Câu 4: Cho 0,36 mol y tác dụng hết với dung dịch K2Cr2O7 trong axit sunfuric thì thu được 1 đơn chất có số mol là:

A . 0,36             B . 0,18               C . 0,12                 D . 0,24

Giải:

K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 -> Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 3I2 + 7H2O

nI2= ½ nKI= 0,18 mol =>Đáp án B

Câu 5: Lượng H2O2 và KOH tương ứng được sử dụng để oxi hóa hoàn toàn 0,01 mol KCr(OH)4 thành K2Cr2O4 là:

A . 0,015 mol và 0,01 mol               B . 0,03 mol và 0,04 mol

C . 0,015 mol và 0,04 mol               D . 0,03 mol và 0,04 mol

Giải:

2 KCr(OH)4 + 3H2O2 + 2KOH -> 2K2Cr2O4 + 8H2O

      0,01      -> 0,015                  0,01 mol

=>Đáp án A

Câu 6: Thể tích dung dịch NaOH 0,1M tối thiểu cần cho vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,03 mol HCl và 0,02 mol CrBr3 để lượng kết tủa thu được là cực đại bằng:

A .  900 ml          B  . 600 ml          C  . 800 ml          D .  300 ml

Giải:

Lượng kết tủa cực đại khi CrBr3 chuyển hết thành Cr(OH)3

=>nNaOH = nHCl + 3nCrBr3 = 0,03 + 3. 0,02 = 0,09 mol => Vdd NaOH= 0,09/0,1 = 0,9 lít = 900 ml

=>Đáp án A

Câu 7: Lượng kim loại kẽm cần thiết để khử hết dung dịch chứa 0,02 mol CrCl3 trong môi trường axit là:

A . 0,325 g            B . 0,65 g            C . 0,975 g            D . 1,3 g

Giải:

Zn + 2CrCl3 -> ZnCl2 + 2CrCl2

0,01<- 0,02 mol

=>mZn= 65. 0,01 = 0,65 gam =>Đáp án B

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 1 crom trong oxi (dư), thu được 4,56 gam một oxit (duy nhất). Khối lượng Crom bị đốt cháy là:

A . 0,78 g             B . 3,12 g             C . 1,74 g            D . 1,19 g

Giải:

4Cr + 3O2 –to–> 2Cr2O3

nCr = 2nCr2O3= 2. (4,56/152) = 0,06 mol =>mCr= 52. 0,06 = 3,12g

=>Đáp án B

Câu 9: Thêm 0,04 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,02 mol CrCl2 rồi để trong không khí đến khi phản ứng hoàn toàn thì khối lượng kết tủa thu được là:

A .  0,86 g          B . 2,06 g              C . 1,72 g            D . 2,06 g

Giải:

2NaOH + CrCl2 -> 2NaCl + Cr(OH)2

0,04          0,02                   0,02 mol

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O -> 4Cr(OH)3

    0,02                               0,02 mol

=>mkết tủa = mcr(OH)3= 103. 0,02 = 2,06 g

=>Đáp án B

Câu 10: Hòa tan 58,4 g hỗn hợp muối khan AlCl3 và CrCl3 vào nước thêm dư dung dịch NaOH vào sau đó tiếp thêm nước Clo rồi lại thêm dư dung dịch BaCl2 thì thu được 50,6 gam kết tủa. Thành phần phần trăm khối lượng của các muối trong hh ban đầu là:

A . 45,7 phần trăm AlCl3 và 54,3% CrCl3

B . 46,7 phần trăm AlCl3 và 53,3% CrCl3

C . 47,7 phần trăm AlCl3 và 52,3% CrCl3

D . 48,7 phần trăm AlCl3 và 51,3% CrCl3

Giải:

 BTNT Cr: nCrCL3= nBaCrO4= 50,6/253= 0,2 mol

=>%mCrCL3= ((158,5.0,2)/58,4)) . 100% = 54,3% =>%mAlCl3= 45,7% =>Đáp án A

Câu 11: Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch chứa 9,02 g hỗn hợp muối Al(NO3)3 và Cr(NO3)3 cho đến khi kết tủa thu được là lớn nhất. Tách kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu được 2,54 g chất rắn khối lượng của muối Cr(NO3)3  là:

A . 4,76 g              B . 4,26g              C . 4,51g             D . 6,39g

Giải:

Đặt số mol của Al(NO3)3 và Cr(NO3)3 lần lượt là a và b

213a + 238b= 9,02 g

mAl2O3 + mCr2O3 = 102. a/2 + 152. b/2 = 2,54

=>a=b=0,02

=>mCr(NO3)3 = 238 . 0,02 = 4,76 g =>Đáp án A

Câu 12: Hỗn hợp Cr, Al, Cu tác dụng với lượng dư dung dịch HCl (không có mặt không khí) tạo nên 8,96 lít khí và 12,7 g bã rắn không tan. Lọc lấy dung dịch thêm một lượng dư dung dịch NaOH và nước clo rồi thêm dư dung dịch BaCl2, thu được 25,3 g kết tủa vàng. Phần trăm khối lượng Al trong hỗn hợp là:

A . 23,18              B . 22,41              C . 19,52             D . 40,15

Giải:

Câu 13: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm ba kim loại Zn, Cr, Sn có số mol bằng nhau tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl loãng, nóng thu được dung dịch Y và khí H2. Cô cạn dung dịch Y thu được 8,98 g muối khan. Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp 3 oxit thể tích khí O2 (đktc) phản ứng là:

A . 2,016 lít          B . 1,008 lít         C . 0,672 lít        D . 1,344 lít

Giải:

mSnCl2 + mZnCl2 + mCrCl2 = 8,98

=>nSn=nZn=nCr= 8,98/449= 0,02 mol

nO2 = nSn + ½ nZn+ ¾ nCr= 0,045 mol => VO2= 1,008 lít =>Đáp án B

Câu 14: Khi cho 41,4 gam X gồm Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc dư, sau phản ứng được 16 gam chất rắn để khử hoàn toàn 41,4 g X bằng phản ứng nhiệt nhôm phải dùng 10,8 g Al. Phần trăm khối lượng của Cr2O3 trong X là (H = 100%; Cr = 52)

A .  50,67%          B .  20,33%         C . 6,67%         D . 36,71%

Giải:

Gọi x, y, z lần lượt là số mol của các chất Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3

Theo câu ra ta có phương trình : 160x + 152y + 102z = 41,4  (1)

X tác dụng với dung dịch NaOH đặc dư chất rắn không tan thu được chính là Fe2O3

=>nFe2O3= x= 16/160= 0,1 mol     (2)

Để khử hoàn toàn X cần dùng 10,8 g Al. Ta có sơ đồ khử X như sau:

=>Đáp án D

Qua lý thuyết và bài tập về “Crom và các hợp chất của Crom ” ở trên, các em nắm vững kiến thức và có kỳ thi đạt kết quả cao nhé.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here