Tính chất hóa học

M O+ 2H+ O+ → 2+ +H2O

8 M+ 30HNO 3→ M(NO3) 3+ 3NH4NO 3+ 9H2O

10.4. Tính chất hóa học

Hoạt tính hóa học giảm từ Cr đến W

Cả 3 kim loại đều khơng phản ứng trực tiếp với khí H2 nhưng tạo dung dịch rắn ở các nhiệt độ khác nhau.

Ở điều kiện thường, cả 3 kim loại đều bền vững với khơng khí, hơi ẩm và khí CO2, do được bảo vệ bởi màng oxit mỏng và bền trên bề mặt. Tuy nhiên, khí đốt trong khơng khí thì Cr tạo Cr2O3, Mo và W tạo MoO3 và WO3

4 Cr + 3O2  5000C 2Cr2O3 2Mo + 3O2  6000C 2MoO3 2W + 3O2  6000C 2WO3

Ở nhiệt độ cao Cr, Mo và W tác dụng với các nguyên tố phi kim như N, C tạo các nitrua, cacbua thường là hợp chất kiểu xâm nhập có các thành phần khác nhau và có độ cứng rất lớn.

Ví dụ: W + N2  WN2 Mo + C  5000C

MoC W + C  14000C

WC

Với các halogen, phản ứng xảy ra với mức độ khác nhau phụ thuộc vào hoạt tính của các kim loại và các halogen: phản ứng trực tiếp với F2 ngay điều kiện thường tạo CrF4, CrF5, MoF6, WF6; với Cl2 phải đun nóng; Mo khơng phản ứng với I2; W không phản ứng với Br2 và I2.

Ở khoảng 600-8000C, Cr, Mo và W tác dụng với H2O, giải phóng H2 2Cr + 3H2O  Cr2O3 + 3H2

Mo + 2H2O  MoO2 + 2H2 W + 2H2O  WO2 + 2H2

Cr tan trong dung dịch HCl loãng và H2SO4 lỗng tạo muối Cr2+ xanh lam, sau đó Cr2+ bị oxi hóa bởi oxi khơng khí tạo muối Cr3+:

Cr + 2HCl  CrCl2 + H2

2CrCl2 + 1/2O2 + 2HCl  2CrCl3 + H2O dung dịch H2SO4 đặc và HNO3 hòa tan Cr tạo muối Cr+3.

Mo và W khơng tác dụng với các axit trên vì màng oxit bền của chúng.

Cr và Mo bị dung dịch đặc và nguội của HNO3 và H2SO4 thụ động hóa như Al, Fe. Muốn hịa tan nhanh Mo và W thì dùng hỗn hợp axit HNO3 và HF

Cả 3 kim loại không tan trong dung dịch kiềm nhưng tan trong hỗn hợp kiềm nóng chảy với nitrat hay clorat kim loại kiềm.

Ví dụ: Mo + Na2CO3 + 3NaNO3  Na2MoO4 + 3NaNO2 + CO2 W + 3NaNO3 + 2NaOH t0C

Na2WO4 + 3NaNO2 + H2O

10.5. Điều chế

Cr được điều chế bằng phương pháp nhiệt nhôm, thu được 97,99%Cr và tạp chất Fe: Cr2O3 + 2Al t0C

2Cr + Al2O3

Mo và W được điều chế bằng cách dùng khí H2 khử oxit của chúng trong lò điện: MoO3 + 3H2 t0C

Mo + 3H2O WO3 + 3H2 t0C

W + 3H2O

Trong công nghiệp, phần lớn Cr, Mo và W được sản xuất từ quặng dưới dạng hợp kim fero: Hợp kim ferocrom chứa 50-70% Cr: dùng than cốc khử quặng cromit

Fe(CrO2)2 + 4C  Fe + 2Cr + 4CO

Hợp kim feromolipđen chứa 55-60%Mo: dùng Al hay C khử hỗn hợp quặng molipđen, oxit sắt và vơi trong lị điện:

2CaMoO4 + Fe2O3 + 6Al + CaO  2Fe + 2Mo + 3Ca(AlO2)2

Hợp kim ferovonfram chứa 65-70%W: dùng than cốc khử hỗn hợp vonframat và oxit sắt ở 1700-17500C

CaWO4 + Fe2O3 + 5C t0C

2Fe + W + CaO + 6CO