d-elements
.pdfc конц HNO3 |
Mn(NO3)2 + NO2 |
|
(нагревание) |
с металлами |
сплавы |
A. Соединения Mn+2
Монооксид марганца - MnO - твердый, зеленый порошок,нерастворим в воде. Проявляет основные свойства:
MnO + 2HCl = MnCl2 + H2O
Получают восстановлением пиролюзита:
2MnO2 + C = 2MnO + CO2 MnO2 + H2 = MnO + H2O
Гидроксид марганца (II) - Mn(OH)2 - белое, нерастворимое в воде вещество, образуется при действии щелочей на соединения Mn+2
MnCl2 + 2NH4OH = Mn(OH)2 + 2NH4Cl MnSO4 + 2KOH = Mn(OH)2 + K2SO4 Слабое основание. В реакциях с кислотами дает соли, но не
взаимодействует со щелочами. Нестоек, при нагревании разлагается, на воздухе быстро окисляется до Mn(OH)4, изменяя окраску с белой на бурую.
Mn(OH)2 + H2SO4 = MnSO4 + 2H2O Mn(OH)2 = MnO + H2O 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4
Соли Mn+2, хорошо растворимы (исключая MnS, Mn3(PO4)2, MnCO3), частично гидролизуются:
MnCl2 + H2O = Mn(OH)Cl + HCl
Соединения Mn+2 способны проявлять восстановительные свойства. Под влиянием окислителей, в том числе и кислорода воздуха, соединения Mn+2 окисляются до Mn(OH)4 или продуктов распада этого гидроксида (H2MnO3 + Н2О или MnO2 + 2Н2О), солей манганатной (Mn+6) или перманганатной (Mn+7) кислот. Характер образующихся продуктов зависит от силы окислителя и условий реакций.
1.2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O = 2Mn(OH)4 (или H2MnO3 + H2O или MnO2 + 2H2O)
2.2MnCO3 + O2 + 4H2O = 2CO2 + 2Mn(OH)4 (или 2MnO2 + 4H2O)
3.Mn(OH)2 + H2O2 = Mn(OH)4 (или H2MnO3 + H2O или MnO2 + 2H2O)
4.MnCl2 + H2O2 + 2KOH = 2KCl + Mn(OH)4 (или MnO2 + 2H2O)
5.MnCl2 + O3 + 3H2O = Mn(OH)4 + O2 + 2HCl (качест. реакция на О3)
6.Mn(OH)2 + Br2 = MnO2 + 2HBr
to
7.MnSO4 + 2Br2 + 8NaOH = Na2MnO4 + 4NaBr + Na2SO4 + 4H2O
8.Mn(OH)2 + KBrO = MnO2 + KBr + H2O или
to
9.2Mn(OH)2 + 5KBrO + 2KOH = 2KMnO4 + 5KBr + 3H2O
10.3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH = 3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O
11.Mn(NO3)2 + 2AgNO3 + 4NaOH = 2Ag + MnO2 + 4NaNO3 + 2H2O
12.2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O
13.MnSO4 + 2NaNO3 + 2Na2CO3 = Na2MnO4 + 2NaNO2 + 2CO2 + Na2SO4
14.2Mn(NO3)2 + 5KBiO3 + 16HNO3 = 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 5KNO3 + 7H2O
15.3MnSO4 + 2KMnO4 + 2H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4
Б. Cоединения Mn+3 и Mn+5
Эти соединения неустойчивы и мало изучены. Существует оксид Mn2О3 - и соответствующее основание Mn(OH)3. При взаимодействии с кислотами они образуют соли. Известен гипоманганат натрия Na3MnO4.
Mn(OH)3 + 3HCl = MnCl3 + 3H2O Mn(OH)3 + H3PO4 = MnPO4 + 3H2O
Mn2O3 + 3H2SO4 = Mn2(SO4)3 + 3H2O
В. Cоединения Mn+4
Устойчивым соединением является MnO2. Mn(OH)4 неустойчив и распадается: Mn(OH)4 = MnO2 + 2H2O по стадиям:
1) Mn(OH)4 = H2MnO3 + H2O 2) H2MnO3 = MnO2 + H2O
Mn(OH)4 - амфотерный гидроксид. При взаимодействии с сильными кислотами (на холоду !) дает соли Mn(IV), а при взаимодействии со щелочами образует соли гипотетических кислот - ортомарганцеватистой и метамарганцеватистой - H4MnO4 и H2MnO3.
Mn(OH)4 + 2H2SO4 = Mn(SO4)2 + 2H2O Mn(OH)4 + 2KOH = K2MnO3 + 3H2O Диоксид марганца (пиролюзит) Порошок черно-бурого цвета почти не
растворяется в воде (но растворимость его достаточна для проявления химической активности). Амфотерный оксид при взаимодействии на холоду с кислотами образует соли Mn+4. При нагревании пиролюзит окисляет серную и соляную кислоты: tо
MnO2+ 2H2SO4 = Mn(SO4)2+ 2H2O MnO2+ 2H2SO4 = MnSO4+ O2+ 2H2O + SO2
tо
4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
При сплавлении без доступа кислорода с оксидами металлов и щелочами образует соли гипотетических орто- и метамарганцеватистых
кислот (H4MnO4, H2MnO3). to |
to |
|
CaO + MnO2 = CaMnO3 |
|
2СaO + MnO2 = Ca2MnO4 |
метаманганат |
ортоманганат |
|
2NaOH + MnO2 = Na2MnO3 + H2O
Получение диоксида марганца (главный путь окисление соединений Mn(II):
3MnCO3 + KClO3 = 3MnO2 + KCl + 3CO2 (cплавление) Mn(0H)2 + Cl2 + 2KOH = MnO2 + 2KCl + 2H2O
Окислительные свойства диоксида марганца (MnO2) реализуются чаще всего в кислой среде или при сплавлении по схеме:
Mn+4 + 2e- = Mn+2
1.2NaBr + MnO2 + 2H2SO4 = Br2 + MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O
2.4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O
3.2NaCl + MnO2 + 2H2SO4 = Cl2 + MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O
4.H2O2 + MnO2 + H2SO4 = O2 + MnSO4 + 2H2O
5.2FeSO4 + MnO2 + 2H2SO4 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H2O
6.2KI + MnO2 + 2CO2 = I2 + MnCO3 + K2CO3
7.C + MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + CO2 + 2H2O
8.H2S + MnO2 = S + Mn(OH)2
Восстановительные свойства диоксида марганца проявляются при сплавлении или нагревании MnO2 с сильными окислителями, при этом образуются соединения Mn+6 (в щелочной среде) или Mn+7 (в кислой среде):
1.2MnO2 + O2 + 4KOH = K2MnO4 + 2H2O
2.MnO2 + KNO3 + 2KOH = K2MnO4 + KNO2 + H2O
3.MnO2 + KNO3 + K2CO3 = K2MnO4 + KNO2 + CO2
4.3MnO2 + KClO3 + 6KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
5.3H2MnO3 + KClO3 + 3Na2CO3 = 3Na2MnO4 + KCl + 3CO2 + 3H2O
6.MnO2 + Br2 + 4KOH = K2MnO4 + 2KBr + 2H2O
7.2MnO2 + 3PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O
8.2MnO2 + 3NaBiO3 + 12HNO3 = 2HMnO4 + 3Bi(NO3)3 + 3NaNO3 + 5H2O
Г. Соединения Mn+6
Известна сильная, но нестойкая манганатная кислота - H2MnO4. Эта кислота и ее соли манганаты в водных растворах быстро диспропорционируют до перманганатов и диоксида марганца и окисляются до перманганатов:
1.3H2MnO4 = 2HMnO4 + MnO2 + 2H2O
2.3K2MnO4 + 2CO2 = 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3
3.3K2MnO4 + 2H2SO4 = 2KMnO4 + 2K2SO4 + MnO2 + 2H2O
4.2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl
Манганаты проявляют окислительные свойства, восстанавливаясь в кислой среде до солей Mn+2, а в нейтральной среде до MnO2.
1.4FeCl2 + K2MnO4 + 8HCl = 4FeCl3 + MnCl2 + 2KCl + 4H2O
2.4KI + K2MnO4 + 4H2SO4 = 2I2 + MnSO4 + 3K2SO4 + 4H2O
3.H2S + K2MnO4 = S + MnO2 + 2KOH
Д. Соединения Mn+7
Оксид марганца (YII) - Mn2O7 - темнозеленая жидкость, образуется при дегидратации перманганатов серной кислотой. При растворении в воде дает марганцевую (перманганатную) кислоту:
2KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O Mn2O7 + H2O = 2HMnO4 Сильный окислитель - поджигает спирт и другие органические
жидкости.
6Mn2O7 + 5C2H5OH = 10CO2 + 12MnO + 15H2O
Перманганат калия - соль сильной марганцевой (перманганатной) кислоты, которая существуeт только в растворах. Перманганат калия получают по реакциям:
2MnO2 + O2 + 4KOH = 2K2MnO4 + 2H2O
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl (как окислитель используют также О3)
При нагревании сухого перманганата или его щелочных растворов выделяется кислород:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
4KMnO4 + 4KOH = 4K2MnO4 + O2 + 2H2O
Перманганат калия сильный окислитель и его окислительная активность проявляется в любых средах, но в наибольшей мере в кислой среде.
В кислой среде окисление происходит по схеме: Mn7+ + 5e- = Mn2+ Визуально наблюдается обесцвечивание малинового раствора пермангата калия.
Окисление активных металлов:
1.5Zn + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5ZnSO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
2.10Al + 6KMnO4 + 24H2SO4 = 5Al2(SO4)3 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 24H2O
3.5Mg + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5MgSO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Окисление ионов металлов в их солях:
1.10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
2.10FeCO3+2KMnO4 + 18H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 10CO2 + 18H2O
3.5SnSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Sn(SO4)2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
4.5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11H2O = 5H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 6H2SO4 + 3K2SO4
5.5Sb2O3 + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5Sb2O5 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 6H2O
Окисление соединений неметаллов в низшей или промежуточной степени окисления:
1.16HCl + 2KMnO4 = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
2.1OKCl + 2KMnO4 + 5H2SO4 = 5Cl2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
3.16Hl + 2KMnO4 = 5l2 + 2Mnl2 + 2Kl + 8H2O
4.5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
5.5CO + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
6.5K2S + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
7.5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
8.5H3PO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5H3PO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
9.5PH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 5H3PO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
10.5AsH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 5H3AsO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O
11.5N2O + 8KMnO4 + 7H2SO4 = 5Mn(NO3)2 + 3MnSO4 + 4K2SO4 + 7H2O
12.10NO + 6KMnO4 + 9H2SO4 = 10HNO3 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 4H2O
13.5NO + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5NO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
Окисление органических соединений:
1.5СH2O + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5HCOOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
2.5CH3OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5HCOOH + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 11H2O
3.5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
4.5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 = 3OCO2 + 24MnSO4 + 12K2SO4 + 66H2O
Внейтральной среде окисление происходит по схеме: Mn7+ + 3e = Mn4+ При этом из раствора выпадает бурый осадок MnO2.
1.2Al + 2KMnO4 = 2MnO2 + Al2O3 + K2O - cплавление
2.3MnSO4 + 2KMnO4 + 2H2O = 5MnO2 + K2SO4 + 2H2SO4
3.3NaNO2 + 2KMnO4 + H2O = 3NaNO3 + 2MnO2 + 2KOH
4.3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
5. CrCl3 + KMnO4 + 2H2O = H2CrO4 + MnO2 + KCl + 2HCl или
6.2CrCl3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr2O7 + 2MnO2 + 6HCl
7.3H2O2 + 2KMnO4 = 3O2 + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O
8.2NH3 + 2KMnO4 = N2 + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O
9.3C2H4 + 2KMnO4 + 4H2O = 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH
10.3C2H5OH + 4KMnO4 = 3CH3COOH + 4MnO2 + 4KOH + H2O
11.3H2C2O4 + 2KMnO4 = 5CO2 + 2MnO2 + K2CO3 + 3H2O
12. 3HCOOH + 2KMnO4 = 2CO2 + 2MnO2 + K2CO3 + 3H2O
В щелочной среде окисление идет по схеме: Mn7+ + 1e = Mn6+. (малиновая окраска перманганат-иона переходит в зеленую окраску манганат-иона).
1.CrCl3 + 3KMnO4 + 8KOH = K2CrO4 + 3K2MnO4 + 3KCl + 4H2O
2.H2S + 2KMnO4 + 2KOH = S + 2K2MnO4 + 2H2O
3.H2S + 8KMnO4 + 10KOH = K2SO4 + 8K2MnO4 + 6H2O
4.S + 6KMnO4 + 8KOH = K2SO4 + 6K2MnO4 + 4H2O
5.Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O
6.SO2 + 2KMnO4 + 4KOH = K2SO4 + 2K2MnO4 + 2H2O
7.NH3 + 8KMnO4 + 9KOH = KNO3 + 8K2MnO4 + 6H2O
8. 2NaI + 2KMnO4 = I2 + K2MnO4 + Na2MnO4
9. H2O2 + 2KMnO4 + 2KOH = O2 + 2K2MnO4 + 2H2O
ПОДГРУППА ХРОМА
В подгруппу хрома входят также молибден и вольфрам. Электронная конфигурация - 3d54s1. Образует связи за счет s-электрона и электронов
3d-подуровня. Наиболее распространен изотоп 53Сr - 84% Важнейшей рудой является хромит (хромистый железняк) - Fe(CrO2)2 или FeO . Cr2O3 и крикоит - PbCrO4. Типичные степени окисления +2, +3, +6, реже +4. Молибден и вольфрам чаще всего проявляют степени окисления +4 и +6.
Физические и химические свойства хрома
Металл стального цвета, очень твердый и тугоплавкий (tо плавления 1890оС). Образует с металлами нержавеющие, кислотоупорные сплавы. При обычной температуре хром устойчив к внешним воздействиям, поскольку покрыт прочной оксидной пленкой. Только фтор реагирует с хромом непосредственно. При нагревании он соединяется с кислородом, галогенами, серой, азотом, фосфором, кремнием, углеродом, разлагает воду.
tо |
tо |
|
4Cr + 3O2 = 2Cr2O3 |
2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3 |
|
to |
to |
to |
2Cr + 3S = Cr2S3 |
2Cr + N2 = 2CrN |
2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2 |
При нагревании растворяется в некоторых кислотах-неокислителях (соляной, разб. серной) но не растворяется в фосфорной или органических кислотах. Пассивируется концентрированными серной и азотной кислотой. Разбавленная азотная кислота растворяет хром с выделением NO.
to |
to |
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2 |
Cr + H2SO4разб. = CrSO4 + H2 |
В присутствии кислорода окисление хрома серной кислотой идет более глубоко. При сплавлении с окислителями образует хроматы:
2Cr + 3H2SO4разб. + O2 = Cr2(SO4)3 + H2 + 2H2 2Сr + 4KOH + 3O2 = 2K2CrO4 + 2H2O
3NaNO3 + 2NaOH = Na2CrO4 + NaNO2 + H2O
A.Получение хрома.
Воснове методов лежит восстановление хрома из его соединений с помощью угля, алюминия и других восстановителей.
FeO . Cr2O3 + 2C = Fe + 2Cr + 2CO2 Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3
Б. Соединения Сr+2
Oксид хрома (II) - CrO черный пирофорный (самовоспламеняющийся) порошок. Основной оксид, взаимодействует с HCl. Гидроксид хрома (II) - Cr(OH)2 - желтое, малорастворимое в воде вещество, получают вытеснением из солей щелочами, имеет основные свойства. Легко
окисляется на воздухе. |
|
CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O |
4CrO + O2 = 2Cr2O3 |
CrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2 + 2NaCl |
4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Cr(OH)3 |
Cоединения Сr+2 сильные восстановители и легко окисляются: 4CrCl2 + O2 + 4HCl = 4CrCl3 + 2H2O
B. Соединения Сr+3
Оксид хрома (III) - Сr2O3 - нерастворимый в воде и кислотах порошок, очень твердый (используют для полировки металлов - паста Гоя). Получают термическим разложением солей Сr (YI) или их восстановлением.
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O
2K2Cr2O7 + 3C = 2Cr2O3 + 2K2CO3 + CO2
Амфотерный оксид. Основные свойства проявляются во взаимодействии с кислотными оксидами (SO3), однако с самими кислотами он практически не реагирует. Кислотные свойства проявляются в образовании хромитов при сплавлении со щелочами и карбонатами, растворении в щелочах.
tо |
tо |
Cr2O3 + 3SO3 = Cr2(SO4)3 |
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O |
tо метахромит Na |
|
Cr2O3 + Na2CO3 = 2NaCrO2 + CO2
Если сплавление или растворение ведется в присутствии кислорода и других окислителей то получаются не хромиты, а хроматы (см. далее). Гидроксид хрома (III) - Cr(OH)3 - плохорастворимое вещество сероголубого цвета, получают действием щелочей на соли Cr (III) или их гидролизом. Это нестойкое соединение и распадается до Cr2O3.
Cr2(SO4)3 + 6NH4OH = 2Cr(OH)3 + 3(NH4)2SO4
Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4 + 3CO2 2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3Н2O
Гидроксид хрома - амфотерное соединение и диссоциирует как основание и кислота. H3CrO3 - гипотетическая ортохромитная кислота. HCrO2 - известная метахромитная кислота.
Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 H3CrO3 3Н+ + CrO33-
H3CrO3 HCrO2 + H2O H+ + CrO2- + H2O
Гидроксид хрома образует с кислотами соли, со щелочами - гидроксикомплексы, сплавляется со щелочами, основными оксидами и карбонатами с образованием мета- и ортохромитов.
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6Н2O Cr(OH)3 + KOH = K[Cr(OH)4]
сульфат Cr |
тетрагидроксихромит K |
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6] Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O |
|
гексагидроксихромит Na |
метахромит Na |
Cr(OH)3+ 3KOH = K3CrO3+ 3H2O 2Cr(OH)3+ Na2CO3 = 2NaCrO2+ CO2+ 3H2O ортохромит К
Мета- и ортохромиты, как и гидроксикомплексы нестойкие, легко гидролизуются и разрушаются кислотами.
KCrO2 + 2H2O KOH + Cr(OH)3 KCrO2 + 4HNO3 KNO3 + Cr(NO3)3 + 2H2O Соли хрома (III) - в большинстве хорошо растворимы в воде. В водных
растворах гидролизуются как соли слабого основания.
CrCl3 |
+ H2O Cr(OH)Cl2 + HCl |
Cr(OH)Cl2 + H2O Cr(OH)2Cl + HCl и т.д. |
Cr2S3 |
+ 6H2O 2Cr(OH)3 + 3H2S |
Cr2(CO3)3 + 3H2O 2Cr(OH)3 + 3CO2 |
2CrCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Cr(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S + 6H2O 2Cr(OH)3 + 3H2S + 3(NH4)2SO4
Г. Восстановительные свойства соединений Cr+3
Соединения Сr+3 обладают значительными восстановительными свойствами и легко окисляются до соединений Сr+6 (до хроматов в щелочной среде и до дихроматов в кислой и нейтральной среде).
Сплавление
1.2Cr2O3 + 8NaOH + 3О2 = 4Na2CrO4 + 4H2O
2.Cr2O3 + 3NaNO3 + 2Na2CO3 = 2Na2CrO4 + 3NaNO2 + 2CO2
3.Cr2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2CrO4 + 3KNO2 + 2H2O
4.Cr2O3 + 3Na2O2 + = 2Na2CrO4 + Na2O
5.4Fe(CrO2)2 + 7O2 + 8K2CO3 = 8K2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2 Fe2+ - 1e- = Fe3+ 2Cr3+ - 6e- = 2Cr6+ O2o + 4e- = 2O2-
6.2Fe(CrO2)2 + 7KNO3 + 4K2CO3 = 4K2CrO4 + Fe2O3 + 7KNO2 + 4CO2
7.Cr2(SO4)3 + 3KNO3 + 5K2CO3 = 2K2CrO4 + 3K2SO4 + 3KNO2 + 5CO2
8.Cr2(SO4)3 + KClO3 + 1OKOH = 2K2CrO4 + 3K2SO4 + KCl + 5H2O
9.Cr2O3 + 3PbO2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 3Na2PbO2 + 5H2O
10.Cr2O3 + KClO3 + 4KOH = 2K2CrO4 + KCl + 2H2O
11.2Na3CrO3 + 3PbO2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 3Na2PbO2 + 2H2O
12.Cr2O3 + 2KMnO4 + 2KOH = 2K2CrO4 + 2MnO2 + H2O
Реакции в растворах
1.Cr2O3 + 3Br2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 5H2O
2.2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
3.2Na3[Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O
4.Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 3Na2SO4
5.Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O = H2Cr2O7 + 6HI + 3H2SO4
6.2K[Cr(OH)4] + 3KClO + 2KOH = 2K2CrO4 + 3KCl + 5H2O
7.2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 8H2O
8.2CrCl3 + 3H2O2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8H2O
9.2NaCrO2 + 3H2O2 + 2NaOH = 2Na2CrO4 + 4H2O
10.5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11H2O = 5H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 6H2SO4 + 3K2SO4
11.K[Cr(OH)4] + KMnO4 = K2CrO4 + MnO2 + 2H2O
12.Cr2(SO4)3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr2O7 + 2H2SO4 + 2MnO2 + K2SO4
13.2Cr(NO3)3 + 3NaBiO3 + 6HNO3 = H2Cr2O7 + 3Bi(NO3)3 + 3NaNO3 + 2H2O
14.2K[Cr(OH)4] + 3PbO2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 8H2O
15.K[Cr(OH)4] + 3K3[Fe(CN)6] + 4KOH = K2CrO4 + 3K4[Fe(CN)6] + 4H2O
Д. Соединения Сr+6
Oксид хрома (VI) - CrO3 - темно-красное кристаллическое вещество, при растворении в воде дает хромовую или двухромовую кислоты.
CrO3 + H2O = H2CrO4 2CrO3 + H2O = H2Cr2O7
Как кислотный оксид взаимодействует с основаниями и основными оксидами, вытесняет диоксид углерода из карбонатов. Образует нерастворимые хроматы тяжелых металлов. При нагревании разлагается.
Li2O + CrO3 = Li2CrO4 Na2CO3 + CrO3 = Na2CrO4 + CO2
CrO3 + BaCl2 + H2O + 2CH3COONa = BaCrO4 + 2NaCl + 2CH3COOH
to
4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2
Трехокись хрома - сильный окислитель, особенно в кислой среде: 4CrO3 + 3S = 3SO2 + 2Cr2O3
2CrO3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + 6H2O
tо
2CrO3 + CH3OH = CO2 + Cr2O3 + 2H2O
4CrO3 + 3C2H5OH + 6H2SO4 = 2CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 9H2O
tо
4CrO3 + C2H5OH + 6H2SO4 = 2CO2 + 2Cr2(SO4)3 + 9H2O
Получают триоксид хрома нагреванием раствора бихромата калия в присутствии серной кислоты. CrO3 выпадает в осадок в виде темнокрасных кристаллов
to
K2Cr2O7 + H2SO4конц. = 2CrO3 + K2SO4 + H2O
Е. Хромовые кислоты
H2CrO4 - хромовая (хроматная) кислота. H2Cr2O7 - двухромовая (двухроматная) кислота. Кислоты и их соли, взаимно переходят друг в друга. В кислой среде преобладает двухромовая кислота, в щелочной - хромовая.
|
2H2CrO4 H2Cr2O7 |
+ H2O |
в ионном виде¦ |
2CrO4-2 + 2H+ Cr2O7-2 |
+ H2O |
2K2CrO4+ H2SO4 = К2Cr2O7+ K2SO4+ H2O K2Cr2O7+ 2KOH = 2K2CrO4+ H2O Большинство хроматов (кроме хроматов аммония, натрия, калия,
кальция и магния) нерастворимы в воде. Например, растворимость BaCrO4 - 0,00034 г/100 г, а PbCrO4 - 4,3 . 1O-6. Бихроматы растворимы лучше.
K2CrO4 + 2AgNO3 = Ag2CrO4 + 2KNO3 (качественная реакция на Ag+)
K2Cr2O7 |
+ 4AgNO3 + H2O = 2Ag2CrO4 + 2KNO3 + 2HNO3 |
K2CrO4 |
+ BaCl2 = BaCrO4 + 2KCl (качественная реакция на Ва+2) |
K2Cr2O7 |
+ 2BaCl2 + H2O = 2BaCrO4 + 2KCl + 2HCl |
K2CrO4 |
+ Pb(CH3COO)2 = PbCrO4 + 2CH3COOK (реакция на Pb2+) |
Ж. Окислительные свойства хроматов и дихроматов
Хроматы и дихроматы - сильные окислители. В кислой среде Cr+6 восстанавливается до солей Cr+3, в нейтральной до Cr(OH)3, в щелочной - до гидроксихромитов.
Окисление нейтральных металлов и ионов металлов:
1. 3Zn + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3ZnSO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Zno - 2e = Zn2+ 2Cr6+ + 6e = 2Cr3+
2. 2Al + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = Al2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
3. 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
4.3SnCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl = 3SnCl4 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O
5.3Sb2O3 + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 3Sb2O5 + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O
Окисление соединений неметаллов в низшей или промежуточной степени окисления:
1.S + K2Cr2O7 = K2SO4 + Cr2O3
2.3H2S + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
3.3(NH4)2S + 2K2CrO4 + 2H2O = 3S + 2Cr(OH)3 + 4KOH + 6NH3
4.3(NH4)2S + 2Na2CrO4 + 2NaOH + 2H2O = 3S + 2Na3[Cr(OH)6] + 6NH3
5.3SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
6.3H2SO3 + 2H2CrO4 = Cr2(SO4)3 + 5H2O
7.3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O
8.2NO + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 2HNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3H2O
9.3NO + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3NO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O
10.NaNO2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3NaNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O
11.14HCl + K2Cr2O7 = 3Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O
12.6KI + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O
13.3Na3AsO3 + K2Cr2O7+ 4H2SO4 = 3Na3AsO4 + 2Cr2(SO4)3+ 2K2SO4 + 4H2O
Окисление органических соединений:
1.3C2H5OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3CH3COH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
2.3CH3OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3HCOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
3.3CH3OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 3HCOOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O
Co - 4e = C4+ 2Cr6+ + 6e = 2Cr3+
4. C12H22O11+ 8K2Cr2O7 + 32H2SO4 = 12CO2 + 8Cr2(SO4)3 + 8K2SO4 + 43H2O 12Co - 48e = 12C4+ 2Cr6+ + 6e = 2Cr3+
З. Получение хроматов
Получают сплавлением соединений хрома(III) - Fe(CrO2)2, Cr2O3, Cr2(SO4)3) с содой или щелочами в присутствии окислителей - cмотри свойства хрома (III).