Kiến thức cần nhớ Hóa 12, Crom, sắt, đồng

Crom có cấu hình electron nguyên từ 1s22s22p63s23p63d54s1, hoặc có thể viết gọn là [Ar]3d54s1. Trong các hợp chất, crom có số oxi hoá biến đổi từ +1 đến +6.

Phổ biến hơn cả là các số oxi hoá +2, +3, +6.
 
Crom có màu trắng ánh bạc, rất cứng (rạch được thuỷ tinh, cứng nhất trong sổ các kim loại, độ cứng chi kém kim cương).

1. Tác dụng với phi kim
 
Giống như kim loại nhôm, ở nhiệt độ thường trong không khí, kim loại crom tạo ra màng mỏng crom(III) oxit có cấu tạo mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ. Ở nhiệt độ cao, crom khử được nhiều phi kim.

0                        +3
4Cr + 3O2 => 2Cr2O3
 
0                        +3
2Cr + 3Cl2 => 2CrCl3
 
2. Tác dụng với nước
 
Không tác dụng được với nước do có màng oxit bảo vệ.
 
3. Tác dụng với axit
 
Trong dung dịch HCl, H2SO4 loãng nóng, màng oxit bị phá huỷ, crom khử ion H+ tạo ra muối Cr(II) và khí hiđro.
0                       +2
Cr+ 2HCl => CrCl2 + H2↑
 
Tương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nguội mà các axit này làm cho kim loại crom trở nên thụ động.
 
– Thép chứa từ 2,8 – 3,8% crom có độ cứng cao, bền, có khả năng chống gỉ.
– Thép có chứa 18% crom là thép không gỉ (thép inox).
– Thép chứa từ 25 – 30% crom có tính siêu cứng, dù ở nhiệt độ cao.
 
Trong đời sống, nhiều đồ vật bằng thép được mạ crom. Lớp mạ crom vừa có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn, vừa tạo vẻ đẹp cho đồ vật. Thí dụ, bộ đồ ăn, dụng cụ nhà bếp và những đồ vật khác được mạ crom.
 
Hợp chất phổ biến nhất của crom là quặng cromit sắt FeO.Cr2O3, quặng này thường có lẫn Al2O và SiO2.
 
Oxit crom (Cr2O3) được tách ra từ quặng. Sau đó điều chế crom bàng phương pháp nhiệt nhôm:
                         to
Cr2O3 + 2Al => 2Cr + Al2O3
 
MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CROM

I. HỢP CHẤT CROM (II)

1. Crom(II) oxit, CrO CrO là một oxit bazơ:

CrO + 2HCl => CrCl2 + H2O

CrO có tỉnh khử, trong không khí CrO dễ bị oxi hoá thành crom(III) oxit Cr2O3.
 
2. Crom(II) hiđrọxit, Cr(OH)2
 
Cr(OH)2 là chất rắn, màu vàng, được điều ché từ muối crom(II) và dung dịch kiềm (không có không khí):
 
CrCl2 + 2NaOH => Cr(OH)2↓ + 2NaCl
 
Cr(OH)2 có tỉnh khử, trong không khí Cr(OH)2 bị oxi hoá thành Cr(OH)3:

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O => 4Cr(OH)3
 
Cr(OH)2 là một bazơ:

Cr(OH)2 + 2HCl => CrCl2 + 2H2O
 
3. Muối crom(II)
 
Muối crom(II) có tính khử mạnh:

2CrCl2 + Cl2 => 2CrCl3
 
II. HỢP CHẤT CROM (III)
 
1. Crom(III) oxit, Cr2O3
 
Cr2O3 là một oxit lưỡng tính, tan trong axit và kiềm đặc. Cr2O3 được dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thuỷ tinh.
 
2. Crom(III) hiđroxit, Cr(OH)3
 
Cr(OH)3 được điều ché bằng phản ứng trao đổi giữa muối crom(HI) và dung dịch bazơ:
 
CrCl3 + 3NaOH => Cr(OH)3↓ + 3NaCl
 
Cr(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính:

Cr(OH)3 + NaOH Na[Cr(OH)4] (hayNaCrO2)
Cr(OH)3 + 3HCl => CrCl3 + 3H2O
 
3. Muối crom (III)
 
Muối crom(III) có tính oxi hóa và tính khử.
 
Trong môi trường axit, muối crom(III) có tính oxi hoá và dễ bị những chất khử như Zn khử thành muối crom(II):
 
+3               0           +2          +2
2Cr (dd) + Zn => 2Cr (dd) + Zn (dd)
 
Trong môi trường kiềm, muối crom(III) có tính khử và bị những chất oxi hoá mạnh oxi hoá thành muối crom(VI):
 
+3               0                            +6                -1
2Cr(dd) + 3Br2 + 16OH => 2CrO4 (dd)+ 6Br(dd) + 8H2O
 
Muối crom(III) quan trọng là muối sunfat kép crom-kali hay phèn crom-kali K2SO.Cr2(SO4)3.24H2O (viết gọn là KCr(SO4)2.12H2O). Phèn crom-kali có màu xanh tím, được dùng để thuộc da, làm chất cầm màu trong ngành nhuộm vải.
 
III. HỢP CHẤT CROM (VI)
 
1. Crom(VI) oxit, CrO3
 
CrO3 là chất rắn, màu đỏ thẫm.

CrO3 có tính oxi hoá rất mạnh. Một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, NH3, C2H5OH,… bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3, đồng thời CrO3 bị khử thành Cr2O3.
 
2CrO3 + 2NH3 => Cr2O3 + N2 + 3H2O
 
CrO3 là một oxit axit, tác dụng với nước tạo thành hỗn hợp axit cromic H2CrO4 và axit đicromic H2Cr2O7:
 
CrO3 + H2O => H2CrO4
2CrO3 + H2O => H2Cr2O7
 
Hai axit này không tách ra được ờ dạng tự do, chỉ tồn tại trong dung dịch. Neu tách khỏi dung dịch, chúng sẽ bị phân huỷ trở lại thành CrO3
 
2. Muối cromat và đicromat
 
Các muối cromat và đicromat có tính oxi hoá mạnh, đặc biệt trong môi trường axit, muối Cr(VI) bị khử thành muối Cr(III).
 
K2Cr2O7 + 6FeSO4 +7H2SO4 => Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 + K2SO4 +7H2O
 
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 => Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I2. + 7H2O
 
Trong môi trường thích hợp, các muối cromat và đicromat chuyển hoá lẫn nhau theo một cân bằng:
2CrO4 + 2H+   Cr2O2-7 + H2
(màu da cam)           (màu vàng)

Crom thuộc nhóm VIB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử là 24.Crom có cấu hình electron nguyên từ 1s2s2p3s3p3d4s, hoặc có thể viết gọn là [Ar]3d4s. Trong các hợp chất, crom có số oxi hoá biến đổi từ +1 đến +6.Phổ biến hơn cả là các số oxi hoá +2, +3, +6.Crom có màu trắng ánh bạc, rất cứng (rạch được thuỷ tinh, cứng nhất trong sổ các kim loại, độ cứng chi kém kim cương).Giống như kim loại nhôm, ở nhiệt độ thường trong không khí, kim loại crom tạo ra màng mỏng crom(III) oxit có cấu tạo mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ. Ở nhiệt độ cao, crom khử được nhiều phi kim.0 +34Cr + 3O=> 2Cr0 +32Cr + 3Cl=> 2CrClKhông tác dụng được với nước do có màng oxit bảo vệ.Trong dung dịch HCl, HSOloãng nóng, màng oxit bị phá huỷ, crom khử ion H+ tạo ra muối Cr(II) và khí hiđro.0 +2Cr+ 2HCl => CrCl+ HTương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNOvà HSOđặc, nguội mà các axit này làm cho kim loại crom trở nên thụ động.- Thép chứa từ 2,8 – 3,8% crom có độ cứng cao, bền, có khả năng chống gỉ.- Thép có chứa 18% crom là thép không gỉ (thép inox).- Thép chứa từ 25 – 30% crom có tính siêu cứng, dù ở nhiệt độ cao.Trong đời sống, nhiều đồ vật bằng thép được mạ crom. Lớp mạ crom vừa có tác dụng bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn, vừa tạo vẻ đẹp cho đồ vật. Thí dụ, bộ đồ ăn, dụng cụ nhà bếp và những đồ vật khác được mạ crom.Hợp chất phổ biến nhất của crom là quặng cromit sắt FeO.Cr, quặng này thường có lẫn AlO và SiOOxit crom (Cr) được tách ra từ quặng. Sau đó điều chế crom bàng phương pháp nhiệt nhôm:Cr+ 2Al => 2Cr + Al1. Crom(II) oxit, CrO CrO là một oxit bazơ:CrO + 2HCl => CrCl+ HCrO có tỉnh khử, trong không khí CrO dễ bị oxi hoá thành crom(III) oxit CrCr(OH)là chất rắn, màu vàng, được điều ché từ muối crom(II) và dung dịch kiềm (không có không khí):CrCl+ 2NaOH => Cr(OH)↓ + 2NaClCr(OH)có tỉnh khử, trong không khí Cr(OH)bị oxi hoá thành Cr(OH)4Cr(OH)+ O+ 2HO => 4Cr(OH)Cr(OH)là một bazơ:Cr(OH)+ 2HCl => CrCl+ 2HMuối crom(II) có tính khử mạnh:2CrCl+ Cl=> 2CrClCrlà một oxit lưỡng tính, tan trong axit và kiềm đặc. Crđược dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thuỷ tinh.Cr(OH)được điều ché bằng phản ứng trao đổi giữa muối crom(HI) và dung dịch bazơ:CrCl+ 3NaOH => Cr(OH)↓ + 3NaClCr(OH)là hiđroxit lưỡng tính:Cr(OH)+ NaOH Na[Cr(OH)] (hayNaCrOCr(OH)+ 3HCl => CrCl+ 3HMuối crom(III) có tính oxi hóa và tính khử.Trong môi trường axit, muối crom(III) có tính oxi hoá và dễ bị những chất khử như Zn khử thành muối crom(II):+3 0 +2 +22Cr (dd) + Zn => 2Cr (dd) + Zn (dd)Trong môi trường kiềm, muối crom(III) có tính khử và bị những chất oxi hoá mạnh oxi hoá thành muối crom(VI):+3 0 +6 -12Cr(dd) + 3Br+ 16OH => 2CrO(dd)+ 6Br(dd) + 8HMuối crom(III) quan trọng là muối sunfat kép crom-kali hay phèn crom-kali KSO.Cr(SO.24HO (viết gọn là KCr(SO.12HO). Phèn crom-kali có màu xanh tím, được dùng để thuộc da, làm chất cầm màu trong ngành nhuộm vải.1. Crom(VI) oxit, CrOCrO3 là chất rắn, màu đỏ thẫm.CrO3 có tính oxi hoá rất mạnh. Một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, NH, COH,… bốc cháy khi tiếp xúc với CrO, đồng thời CrObị khử thành Cr2CrO+ 2NH=> Cr+ N+ 3HCrOlà một oxit axit, tác dụng với nước tạo thành hỗn hợp axit cromic HCrOvà axit đicromic HCrCrO+ HO => HCrO2CrO+ HO => HCrHai axit này không tách ra được ờ dạng tự do, chỉ tồn tại trong dung dịch. Neu tách khỏi dung dịch, chúng sẽ bị phân huỷ trở lại thành CrOCác muối cromat và đicromat có tính oxi hoá mạnh, đặc biệt trong môi trường axit, muối Cr(VI) bị khử thành muối Cr(III).Cr+ 6FeSO+7HSO=> Cr(SO+3Fe(SO+ KSO+7HCr+ 6KI + 7HSO=> Cr(SO+ 4KSO+ 3I. + 7HTrong môi trường thích hợp, các muối cromat và đicromat chuyển hoá lẫn nhau theo một cân bằng:2CrO+ 2HCr+ H(màu da cam) (màu vàng)