1. Crom(VI) oxit: CrO3
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: là tinh thể dạng hình kim, màu đỏ thẫm. - Tính oxi hoá mạnh
- Tính chất của oxit axit: là anhidrit của hai axit: axit cromic (H2CrO4) và axit dicromic (H2Cr2O7). Khi tác dụng với nước, tạo thành sản phẩm chủ yếu là axit dicromic:
2CrO3 + H2O → H2Cr2O7
b. Axit cromic và muối cromat
Ion cromat CrO24− và dicromat Cr2O27− cùng tồn tại trong dung dịch ở trạng thái cân bằng, tuỳ thuộc vào pH:
CrO2−
4 + 2H+ Cr2O27− + H2O pKC = 4,2.1014
c. Axit dicromic và muối dicromat
- Phản ứng cân bằng của ion Cr2O72. trong dung dịch. Cr2O27− + H2O 2CrO2−
4 + 2H+
- Tính oxi hóa mạnh (đặc biệt trong môi trường axit): oxi hóa Fe2+ thành Fe3+, I- thành I2, SO2−
3 thành SO2−
4 , HCl đặc thành Cl2, Sn2+ thành Sn4+, C2H5OH thành CH3CHO… Cr2O27− + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
Phần B. Bài tập có lời giải Đề bài
546. Hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hoá trị 2 và 3). Cho 8 gam A hoà tan trong 150 mL dung
dịch HCl vừa đủ thu được H2 và dung dịch B. Cho B tác dụng với dung dịch KOH dư thu được 13,1
gam kết tủa C.
1. Tính nồng độ mol/L của dung dịch HCl
2. Sục không khí dư vào bình phản ứng có kết tủa C, sau đó chi tiếp dung dich KOH tới khi lượng kết tủa không đổi thu được 5,35 gam kết tủa.
Xác định M và khối lượng mỗi kim loại.
547. Bình A chứa 300 mL dung dịch CrCl3 1M.
Cho 500 mL dung dịch NaOH vào bình A thu được 20,6 gam kết tủa. Tính nồng độ mol/L của dung dịch NaOH đã dùng.
548. Cho 7,2 gam hỗn hợp A gồm Cr, Fe, Cu tác dụng với 20 mL dung dịch NaOH 6M, thu được 2,688 lít khí ở đktc, sau đó thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng đến khi khí H2 2,688 lít khí ở đktc, sau đó thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng đến khi khí H2
ngừng thoát ra. Lọc tách hỗn hợp chất rắn B.
Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch C và 0,672 lít khí NO ở đktc. Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư tạo kết tủa D. Nung D ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được chất rắn E. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
1. Tính khối lượng các kim loại trong A. 2. Tính khối lượng chất rắn E.
549. Hoà tan hết 10,4 gam bột crôm vào 320 mL dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch A. Tính thể tích dung dịch HCl 0,5 M cần thêm vào dung dịch A để: thể tích dung dịch HCl 0,5 M cần thêm vào dung dịch A để:
b. Thu được 10,3 gam kết tủa.
550. Hoà tan hết 1,56 gam bột crom vào 550 mL dung dịch HCl 0,2M thu được dung dịch A. Sục O2
dư vào A thu được dung dịch B. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5 M cần thêm vào dung dịch B để: a. Thu được lượng kết tủa lớn nhất.
b. Thu được 1,03 gam kết tủa.
Hướng dẫn
546. 1. Gọi số mol trong 8 gam A: Fe = x mol và M = y mol. Ta có 56x + My = 8.B gồm FeCl2 = x và MCl2 = y. Kết tủa thu được gồm: Fe(OH)2 = x và M(OH)2 = y. B gồm FeCl2 = x và MCl2 = y. Kết tủa thu được gồm: Fe(OH)2 = x và M(OH)2 = y. Ta có: 90x + (M + 34)y = 13,1 hay 56x + My + 34(x + y) = 13,1.
Từ đây tìm được x + y = 0,15 mol. CM (HCl) = 2M.
2. Sục không khí dư:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3
Cr(OH)3 + KOH → KCrO2 + 2H2O
Kết tủa còn lại là Fe(OH)3 = x nên x = 0,05 mol. Từ đây suy ra y = 0,1 và M = 52 (Cr).
547. Gọi nồng độ dung dịch NaOH đã dùng là C mol/L.Số mol kết tủa Cr(OH)3 cần điều chế = Số mol kết tủa Cr(OH)3 cần điều chế =
78 6 , 15
= 0,2 (mol).
- Trường hợp 1: Lượng NaOH vừa đủ để tạo ra 15,6 gam kết tủa. CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,2 0,6 0,2 Vậy nồng độ dung dịch NaOH là: C =
5 , 0 2 , 0 = 0,4 (M).
- Trường hợp 2: Lượng NaOH đủ để chuyển hết 0,3 mol CrCl3 thành kết tủa Cr(OH)3, sau đó còn dư để hoà tan được 0,1 mol kết tủa tạo thành.
CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,3 0,9 0,3
Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2H2O
(mol): 0,1 0,1 0,1 Vậy nồng độ dung dịch NaOH là: C =
5 , 0 1 , 0 9 , 0 + = 2 (M).
548. Gọi số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu: Cr = x; Fe = y; Cu = z.Số mol khí hidro = 0,12 (mol) Số mol khí hidro = 0,12 (mol)
Cho A + dung dịch NaOH:
2Cr + 2NaOH + 2H2O → 2NaCrO2 + 3H2 (1)
(mol): 0,08 0,08 0,08 0,12
Số mol NaOH dư = 0,02.6 - 0,08 = 0,04 mol. Như vậy Cr tan hết → x = 0,08 (2)
Khi thêm tiếp 400 mL dung dịch axit HCl 1M và đun nóng, xảy ra các phản ứng sau:
NaOH + HCl → NaCl + H2O (3)
(mol): 0,04 0,04
NaCrO2 + HCl + H2O → Cr(OH)3 + NaCl (4) (mol): 0,08 0,08 0,08
Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3NaCl (5)
(mol): 0,08 0,24 0,08
Sau đó lượng axit HCl còn lại = 0,4 – (0,04 + 0,08 + 0,24) = 0,04 (mol) tiếp tục phản ứng với Fe. Do thu được hỗn hợp chất rắn B nên Fe còn dư, axit HCl hết:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (6)
(mol): 0,02 0,04 0,02
Chất rắn B gồm Fe = (y - 0,02) mol; Cu = z mol. Cho B + dung dịch HNO3 loãng:
(mol): y - 0,02 y - 0,02 y - 0,02 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (8)
449. Dung dịch A gồm NaCrO2 = 0,2 mol; NaOH = 0,12 mol.
a. Trước hết HCl trung hoà NaOH, sau đó phản ứng vừa đủ với dung dịch natri cromit tạo kết tủa Cr(OH)3.
VHCl = (0,12 + 0,2)/ 0,5 = 0,64 (lít).
b. Trường hợp 1: HCl trung hoà NaOH, sau đó phản ứng với dung dịch natri cromit để tạo thành 0,1 mol kết tủa Cr(OH)3.
VHCl = (0,12 + 0,1)/ 0,5 = 0,44 (lít).
Trường hợp 2: HCl trung hoà NaOH, sau đó phản ứng với dung dịch natri cromit để tạo thành 0,2 mol kết tủa Cr(OH)3 rồi hoà tan 0,1 mol kết tủa.
VHCl = (0,12 + 0,2 + 0,3)/ 0,5 = 1,24 (lít). 550. Số mol Cr = 27 81 , 0
= 0,03 mol ; số mol HCl = 0,55.0,2 = 0,11 mol. Cr + 2HCl → CrCl2 + H2
mol: 0,03 0,06 0,03 0,03
4CrCl2 + O2 + 4HCl → 4CrCl3 + H2O
mol: 0,03 0,03 0,03
Dung dịch A thu được gồm: CrCl3 = 0,03 mol ; HCl = 0,11 - 0,09 = 0,02 (mol). a. Thu lượng kết tủa lớn nhất
HCl + NaOH → NaCl + H2O
(mol): 0,02 0,02
CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,03 0,09 0,03 Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = 5 , 0 09 , 0 02 , 0 + = 0,22 (lít) b. Thu được 1,03 gam kết tủa
Số mol Cr(OH)3 cần điều chế = 0,01 mol. - Trường hợp 1
HCl + NaOH → NaCl + H2O
(mol): 0,02 0,02
CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3NaCl (mol): 0,01 0,03 0,01 Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = 5 , 0 01 , 0 02 , 0 + = 0,06 (lít) - Trường hợp 2 HCl + NaOH → NaCl + H2O (mol): 0,02 0,02
CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3 + 3NaCl (mol): 0,03 0,09 0,03
Cr(OH)3 + NaOH → NaCrO2 + 2H2O
(mol): 0,02 0,02 0,02 Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = 5 , 0 02 , 0 09 , 0 02 , 0 + + = 0,26 (lít) Phần C. Bài tập tự giải
551. 1. Một loại phèn có công thức M2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H2O có khối lượng phân tử là 956đvC. 1. Tìm kim loại M. 1. Tìm kim loại M.
2. Cho M tan trong dung dịch HNO3 rất loãng dư, thu được dung dịch A và không có khí thoát ra. Cho A tác dụng với dung dịch KOH đặc thu được kết tủa B, dung dịch C và khí D. Viết các phương trình phản ứng.
2. Sản phẩm tạo thành là Cr(NO3)3, NH4NO3 và H2O. B là Cr(OH)3. Khí D là NH3. Dung dịch C là KCrO2.
552. Hoà tan 16,4 gam một hỗn hợp A gồm Mg, Cr, Cu bằng V ml dung dịch HNO3 5M (vừa đủ), giải phóng ra 20,16 lit khí NO2 duy nhất ở đktc và dung dịch B. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung giải phóng ra 20,16 lit khí NO2 duy nhất ở đktc và dung dịch B. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch B, lấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thu được chất rắn D, dẫn luồng H2
dư đi qua D đun nóng thu được 14,40 gam chất rắn E. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
2. Tính % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A. 3. Tính V, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Đáp số: Gọi số mol ban đầu Mg = a mol; Cr = b mol; Cu = c mol. 24x + 52y + 64z = 16,4. Số mol NO2 = 0,9 nên 2a + 3b + 2c = 0,9. Chất rắn E gồm MgO = a mol và Cu = c mol.
Ta có: 40a + 64c = 14,4. Kết quả: a = 0,2 mol; b = 0,1 mol; c = 0,1 mol. 2. % mMg = 29,27%; % mCr = 31,71%; % mCu = 39,02%.
3. Số mol HNO3 đã dùng = 4a + 6b + 4c = 1,8 (mol). Vậy: V = 5
8 , 1
= 0,36 (lít).
553. Hoà tan 1,92 gam hỗn hợp gồm Cr, Mg, Cu bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được dung dịch A, chất rắn B, khí C. Cho dung dịch A tác dụng với 90 ml dung dịch NaOH 1M, lọc tách dung dịch A, chất rắn B, khí C. Cho dung dịch A tác dụng với 90 ml dung dịch NaOH 1M, lọc tách kết tủa và đem nung tới khối lượng không đổi thu được 1,16 gam chất rắn. Cho chất rắn B tan hết trong dung dịch HNO3 đặc nóng thu được 0,448 lít khí ở đktc.
1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
2. Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.
Đáp số: Gọi số mol mỗi kim loại Cr = x mol; Mg = y mol và Cu = z mol. Kết quả: x = 0,02 mol; y = 0,01 mol và z = 0,01 mol.
m (Cr) = 1,04 gam; m (Mg) = 0,24 gam và m (Cu) = 0,64 gam.
554. Hỗn hợp A có chứa kali cromit và kali aluminat. Từ A viết phương trình điều chế Al2O3 và Cr2O3. Nêu rõ điều kiện phản ứng. Cr2O3. Nêu rõ điều kiện phản ứng.
Đáp số: Cho hỗn hợp KCrO2, KAlO2 tác dụng với Cl2 dư trong môi trường KOH tạo thành dung dịch KAlO2 và K2CrO4:
2KCrO2 + 3Cl2 + 8KOH → 2K2CrO4 + 6KCl + 4H2O
Sục khí CO2 tới dư, Al(OH)3 sẽ kết tủa và lọc tách Al(OH)3 và đem nung thu được Al2O3 .
Dung dịch nước lọc chứa HCrO−4 và 2−
4
CrO . Cho nước lọc tác dụng với HI/ H2SO4 loãng, thu được muối Cr(III). Kiềm hoá bằng NaOH thu được kết tủa Cr(OH)3. Nung kết tủa thu được Cr2O3.
555. Hỗn hợp bột E gồm 3 kim loại là K, Al, Fe được chia thành 3 phần bằng nhau:Phần 1: Cho tác dụng với H2O lấy dư tạo ra 4,48 lít khí. Phần 1: Cho tác dụng với H2O lấy dư tạo ra 4,48 lít khí.
Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch KOH dư tạo ra 7,84 lít khí.
Phần 3: Hoà tan hết trong 0,5 lít dung dịch H2SO4 1,6M tạo ra 10,08 lít khí và dung dịch A. 1. Tính số gam mỗi kim loại trong hỗn hợp E.
2. Sục oxi dư vào A thu được dung dịch B. Tính nồng độ các chất trong B.
Giải thiết thể tích dung dịch B là 0,5 lít và lượng oxi hoà tan trong nước không đáng kể.
Đáp số: Gọi số mol trong mỗi phần: K = a mol; Cr = b mol và Fe = c mol.
Phần 1+ nước: K tác dụng với nướctạo thành KOH, sau đó KOH tác dụng hết với crôm. Số mol khí H2 thu được là 0,2 mol nên: 0,5a + 1,5a = 0,2 → a = 0,1 (mol).
Phần 2 + dung dịch KOH: K tác dụng hết trong nước, Cr tác dụng hết với dung dịch KOH. Số mol khí H2 thu được là 0,35 mol nên: 0,5a + 1,5b = 0,35 → b = 0,2 (mol)
Phần 3 + dung dịch H2SO4 loãng: cả 3 kim loại đều phản ứng hết. Số mol khí H2 thu được là 0,45 mol nên: 0,5a + b + c = 0,35 → c = 0,1 mol.
1. Khối lượng mỗi kim loại: m (K) = 3,9 gam; m (Cr) = 10,4 gam; m (Fe) = 5,6 gam. 2. A gồm: K2SO4 = 0,05 mol; CrSO4 = 0,2 mol; FeSO4 = 0,1 mol và H2SO4 = 0,45 (mol). B gồm: K2SO4 = 0,05 mol; Cr2(SO4)3 = 0,05 mol; Fe2(SO4)3 = 0,05 mol và H2SO4 = 0,15 (mol). Nồng độ các chất: K2SO4 = 0,1M; Cr2(SO4)3 = 0,1M; Fe2(SO4)3 = 0,1M và H2SO4 = 0,3M.