§ 50.1. Соединения хрома в различных степенях окисления

Вопросы, задания, задачи

1. Используя схему заполнения электронами атомных орбиталей хрома, объясните строение ионов СrO subscript 4 superscript 2 minus end superscript и Сr subscript 2 straight O subscript 7 superscript 2 minus end superscript.

2. Металлический хром получают из хромита FeCr2O4. Сначала хромит окисляют на воздухе в расплаве соды Na2CO3, что приводит к образованию хромата натрия Na2CrО4. Хром действием серной кислоты переводят в дихромат. Его выделяют из раствора и восстанавливают при нагревании углеродом до оксида Cr2O3. Из этого оксида хром восстанавливают алюминием. Составьте химические уравнения реакций, протекающих на каждой из указанных стадий получения хрома.

3. Объясните причину пассивации металлического хрома при комнатной температуре под действием воздуха или азотной кислоты. Почему пассивацию хрома можно устранить механической очисткой поверхности?

4. Хром можно растворить после его сплавления с окислительно-щелочной смесью, состоящей из KNO3 и KOH. Приведите уравнение соответствующей химической реакции. Примите во внимание, что при этом образуется K2CrO4.

5. Почему при растворении металлического хрома в соляной или разбавленной серной кислотах образуются растворы различной окраски в зависимости от того, проводится реакция в контакте с воздухом или в среде азота?

6. Расставьте коэффициенты в уравнениях химических реакций для осуществления следующих превращений:

CrCl3 + Cl2 + KOH → K2CrO4 + KCl + H2O;

K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → I2 + Cr2(SO)4 + K2SO4 + H2O.

7. Составьте уравнения химических реакций для осуществления следующих превращений:

Cr2O3 → CrCl3 → Cr(OH)3 → Na3[Cr(OH)6] → CrCl3.

8. Технологический процесс хромирования предполагает нанесение хрома на поверхность металлических изделий методом электролиза. Раствор электролита готовится из оксида хрома(VI) и раствора серной кислоты. Предположите, какие процессы должны протекать на электродах в этом случае. Приведите уравнения электродных процессов.

9. Определите объём хлора (н. у.), выделяющегося при взаимодействии 14,7 г дихромата калия с избытком концентрированной соляной кислоты.

10. Реакция разложения дихромата аммония используется как демонстрационный опыт, который называют «химическим вулканом». Схема этой реакции выглядит следующим образом:

(NH4)2Cr2О7 → Cr2О3 + N2 + Н2О.

Рассчитайте объём азота, который выделится при разложении 125 г дихромата аммония.