Хром - один из девяти металлов (Na, K, Mg, Ca, Zn, Al, Cr, Fe, Cu), свойства которых нужно знать для успеха на ЕГЭ. Всего у него бывает три степени окисления +2 +3 и +6.
Знаете, состояниях +2 и +3 он очень похож на железо :
3Cl2 + 2Cr = 2CrCl3
CrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2↓ + 2NaCl или вот хорошее видео с раствором аммиака.
И, если оставить в покое полученный гидроксид хрома (II), то он окисляется на воздухе так же, как происходит образование ржавчины:
4Cr(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Cr(OH)₃ и красивый голубой осадок становится тёмно-бурым.
Или можно получить этот грязновато-бурый осадок напрямую:
Амфотерность свойств оксида и гидроксида хрома (III) проявляется вот так:
Cr₂O₃ + 6HCl = 2CrCl₃ + 3H₂O - обычная реакция обмена.
Cr₂O₃ + 2NaOH = 2NaCrO₂ + H₂O - образование хромита натрия при сухом спекании двух веществ (обратите внимание, эта и подобные реакции не являются ОВР).
Cr(OH)3 + HCl = CrCl3 + 3H2O - ионный обмен.
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6] - растворение амфотерного гидроксида в избытке щелочи из-за образования комплексного соединения. Исходные вещества можно и сплавить в твёрдом состоянии, тогда получим всё тот же хромит и воды, испаряющаяся при высокой температуре:
Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO₂ + 2H₂O
Как видим, вся эта история аналогична "железной" истории. Но, есть и отличия. Если железо, сгорая в кислороде, даёт железную окалину, то хром ведёт себя попроще: 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
Если железо взаимодействует с водяным паром, то хром на это не способен.
С другой стороны, хром в степени окисления +6 похож на серу +6. Вот поэтому они и находятся в одной группе. И принцип подобия проявляется здесь очень ярко. Сравните сами: серная кислота H2SO4 и хромовая кислота H2CrO4. Сульфат калия K2SO4 и хромат калия K2CrO4.
Понятно, что хромовой кислоте соответствует кислотный оксид CrO3 (как SO3):
CrO3 + Н2O = Н2CrO4
CrO3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O
CrO3 + Na2O = Na2CrO4
А особенность про хроматы и бихроматы, надеюсь, знают все:
Остались только добавить, что хром пассивируется и серной и азотной кислотами, так же, как и железо.
А вот диаграмма Пурбе для хрома, интуитивно понятная для всех, кто разбирается в элементарной химии:
А теперь немного сложного.
Разбирая с ученицей очередной тренировочный вариант, в задании №8 встретили действительно редкий и сложный для запоминания процесс.
Твёрдый хромит NaCrO2 и концентрированная азотная кислота – что будет в результате?
Рассуждая логично, помня о том, что концентрированная HNO3 – сильный окислитель, хром может ещё доокисляться, а дело происходит в кислой среде, можно было бы выбрать в качестве продукта Na2Cr2O7.
На самом деле, доокислить хромит до состояния хромата или дихромата не так-то просто. Для этого нужна исключительно щелочная среда, а окислителем может быть бром, кислород или перекись водорода:
2NaCrO2+3Br2+8NaOH = 2Na2CrO4+6NaBr+4H2O
4NaCrO2 + 3O2 + 4NaOH = 4Na2CrO4 + 2H2O
2NaCrO2 + 3H2O2 + 2NaOH = 2Na2CrO4 + 4H2O
Дихромат и вовсе образуется исключительно из хромата:
2K₂CrO₄ + 2HCl = K₂Cr₂O₇ + 2KCl + H₂O
или 2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
А вот с любой кислотой, даже концентрированной азотной, у хромита идёт лишь обмен:
NaCrO2 + 4HNO3 (разб. или конц.) = Cr(NO3)3 + NaNO3 + 2H2O
2NaCrO2+4H2SO4 = Cr2(SO4)2+Na2SO4+4H2O
Поэтому: