Хлорид хрома 3 и карбонат натрия уравнение
Даны растворы: тетрагидроксоалюмината калия, хлорида хрома(III), карбоната натрия и угольной кислоты.
Написать уравнения четырех возможных реакций между всеми предложенными веществами, не повторяя пары реагентов.
Работаем по плану:
Второе вещество, хлорид хрома(III), с карбонатом натрия ведет себя так же, как с алюминатом. Здесь тоже идет полный гидролиз обеих солей, причем полный гидролиз карбоната по аниону приводит к образованию угольной кислоты, и, вследствие ее разложения, выделению углекислого газа (реакция 3). Взаимодействие хлорида хрома(III) с угольной кислотой не идет, вследствие ее слабости и полного гидролиза соответствующей соли. Третье вещество, карбонат натрия может реагировать с угольной кислотой с образованием кислой соли, гидрокарбоната (реакция 4): 4. Расстановка коэффициентов в уравнениях реакций, сопровождающихся гидролизом достаточна сложна. Для реакции 1 можно посоветовать начать с уравнивания числа катионов и анионов, остающихся в растворе, т.е. числа ионов калия и хлора. Затем уравниваем алюминий и хром, затем, по водороду, определяем коэффициент перед формулой воды. И вот, неожиданность, оказывается коэффициент перед ней надо ставить 0! Смело вычеркиваем воду из состава исходных веществ. И в заключение проверяем все по кислороду. Тот же прием можно использовать и для уравнения 3. В итоге имеем уравнения реакций: 4. Na2CO3 + H2CO3 => 2NaHCO3 В заключение рассмотрим набор из пяти веществ: Пример 4. Проверяем, что получилось: пример 5 >> Г.М. Можаев Опыт 37 СОВМЕСТНЫЙ ГИДРОЛИЗ СУЛЬФАТА ХРОМА (III) И КАРБОНАТА НАТРИЯ. Гузей Л.С., Суровцева Р.П. Химия 10 класс ГДЗ.Опыт 37 Хром. Химия хрома и его соединенийПоложение в периодической системе химических элементовХром расположен в 6 группе (или в побочной подгруппе VI группы в короткопериодной форме ПСХЭ) и в четвертом периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Электронное строение атома хромаЭлектронная конфигурация хрома в основном состоянии : +24Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d Примечательно, что у атома хрома уже в основном энергетическом состоянии происходит провал (проскок) электрона с 4s-подуровня на 3d-подуровень. Физические свойстваХром – твердый металл голубовато-белого цвета. Очень чистый хром поддается механической обработке. В природе встречается в чистом виде и широко применяется в различных отраслях науки, техники и производства. Чаще всего хром применяется, как компонент сплавов, которые используются при изготовлении медицинского или химического технологического оборудования и приборов. Изображение с портала top10a.ru Температура плавления 1890 о С, температура кипения 2680 о С, плотность хрома 7,19 г/см 3 . Нахождение в природеХром – довольно распространенный металл в земной коре (0,012 масс.%). Основной минерал, содержащий хром – хромистый железняк FeO·Cr2O3 (или Fe(CrO2)2). Способы полученияХром получают из хромита железа. Для восстановления используют кокс: Fe(CrO2)2 + 4C → Fe + 2Cr + 4CO Еще один способ получения хрома: восстановление из оксида алюминием (алюмотермия): Качественные реакцииКачественная реакция на ионы хрома +2 – взаимодействие избытка солей хрома (II) с щелочами . При этом образуется коричневый аморфный осадок гидроксида хрома (II). Например , хлорид хрома (II) взаимодействует с гидроксидом натрия: CrCl2 + 2NaOH → Cr(OH)2 + 2NaCl Качественная реакция на ионы хрома +3 – взаимодействие избытка солей хрома (III) с щелочами . При этом образуется серо-зеленый аморфный осадок гидроксида хрома (III). Например , хлорид хрома (III) взаимодействует с гидроксидом калия: CrCl3 + 3KOH → Cr(OH)3 + 3KCl При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид хрома (III) растворяется с образованием комплексной соли: Обратите внимание , если мы поместим соль хрома (III) в избыток раствора щелочи, то осадок гидроксида хрома (III) не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения хрома (III) сразу переходят в комплекс: Соли хрома можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей хрома (II) с водным раствором аммиака также образуется коричневый осадок гидроксида хрома (II). CrCl2 + 2NH3 + 2H2O → Cr(OH)2↓ + 2NH4Cl Cr 2+ + 2NH3 + 2H2O → Cr(OH)2↓ + 2NH4 + При взаимодействии растворимых солей хрома (III) с водным раствором аммиака также образуется серо-зеленый осадок гидроксида хрома (III). CrCl3 + 3NH3 + 3H2O → Cr(OH)3↓ + 3NH4Cl Cr 3+ + 3NH3 + 3H2O → Cr(OH)3 ↓ + 3NH4 + Химические свойстваВ соединениях хром может проявлять степени окисления от +1 до +6. Наиболее характерными являются соединения хрома со степенями окисления +3 и +6. Менее устойчивы соединения хрома со степенью окисления +2. Хром образует комплексные соединения с координационным числом 6. 1. При комнатной температуре хром химически малоактивен из-за образования на его поверхности тонкой прочной оксидной пленки. При нагревании оксидная пленка хрома разрушается, и он реагирует практически со всеми неметаллами: кислородом, галогенами, серой, азотом, кремнием, углеродом, фосфором. 1.1. При взаимодействии хрома с галогенами образуются галогениды: 2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 1.2. Хром реагирует с серой с образованием сульфида хрома: 1.3. Хром взаимодействует с фосфором . При этом образуется бинарное соединение – фосфид хрома: Cr + P → CrP 1.4. С азотом хром реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида: 2Cr + N2 → 2CrN 1.5. Хром не взаимодействует с водородом. 1.6. Хром взаимодействует с кислородом с образованием оксида: 2. Хром взаимодействует и со сложными веществами: 2.1. Хром реагирует с парами воды в раскаленном состоянии: 2.2. В ряду напряжений хром находится левее водорода и поэтому в отсутствии воздуха может вытеснить водород из растворов минеральных кислот (соляной и разбавленной серной кислоты), образуя соли хрома (II). Например , хром бурно реагирует с соляной кислотой : Cr + 2HCl → CrCl2 + H2↑ В присутствии кислорода образуются соли хрома (III): 4Cr + 12HCl + 3O2 → 4CrCl3 + 6H2O 2.3. При обычных условиях хром не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат хрома (III) и вода: 2.4. Хром не реагирует при обычных условиях с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации. Только при сильном нагревании концентрированная азотная кислота растворяет хром: 2.5. Растворы щелочей на хром практически не действуют. 2.6. Однако хром способен вытеснять многие металлы , например медь, олово, серебро и др. из растворов их солей. Например , хром реагирует с хлоридом меди с образованием хлорида хрома (III) и меди: 2Cr + 3CuCl2 → 2CrCl3 + 3Cu Восстановительные свойства хрома также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами, хлоратами в щелочной среде. Например , при сплавлении хрома с хлоратом калия в щелочи хром окисляется до хромата калия: Хлорат калия и нитрат калия также окисляют хром: Оксид хрома (III)Способы полученияОксид хрома (III) можно получить различными методами : 1. Термическим разложением гидроксида хрома (III): 2. Разложением дихромата аммония: 3. Восстановлением дихромата калия углеродом (коксом) или серой: Химические свойстваОксид хрома (III) – типичный амфотерный оксид . При этом оксид химически довольно инертен. В высокодисперсном состоянии с трудом взаимодействует с кислотами и щелочами. 1. При сплавлении оксида хрома (III) с основными оксидами активных металлов образуются соли-хромиты. Например , оксид хрома (III) взаимодействует с оксидом натрия: 2. Оксид хрома (III) взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—хромиты, а в растворе реакция практически не идет . При этом оксид хрома (III) проявляет кислотные свойства. Например , оксид хрома (III) взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием хромита натрия и воды: 3. Оксид хрома (III) не взаимодействует с водой. 4. Оксид хрома (III) проявляет слабые восстановительные свойства . В щелочных расплавах окислителей окисляется до соединений хрома (VI). Например , оксид хрома (III) взаимодействует с нитратом калия в щелочной среде: Оксид хрома (III) окисляется бромом в присутствии гидроксида натрия: Озоном или кислородом: Нитраты и хлораты в расплаве щелочи также окисляют оксид хрома (III): 5. Оксид хрома (III) в высокодисперсном состоянии при сильном нагревании взаимодействует с сильными кислотами . Например , оксид хрома (III) реагирует с серной кислотой: 6. Оксид хрома (III) проявляет слабые окислительные свойства при взаимодействии с более активными металлами. Например , оксид хрома (III) реагирует с алюминием (термит): Реакция очень экзотермическая, сопровождается выделением большого количества света: Материал с сайта pikabu.ru Если сжечь большой объем термита в тигле, то можно получить металлический хром: Материал с сайта pikabu.ru 7. Оксид хрома (III) – твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении. Например , из карбоната калия: Оксид хрома (II)Химические свойстваОксид хрома (II) имеет основный характер, ему соответствует гидроксид хрома (II), обладающий основными свойствами. 1. При обычной температуре устойчив на воздухе, выше 100°С окисляется кислородом . Все соединения хрома (II) – сильные восстановители. 2. При высоких температурах оксид хрома (II) диспропорционирует : 3CrO → Cr + Cr2O3 3. Оксид хрома (II) не взаимодействует с водой. 4. Оксид хрома (II) проявляет основные свойства. Взаимодействует с сильными кислотами и кислотными оксидами . Например , оксид хрома (II) взаимодействует с соляной кислотой: CrO + 2HCl → CrCl2 + H2O И с серной кислотой: Оксид хрома (VI)Оксид хрома (VI) CrO3 – темно-красное кристаллическое вещество. Гигроскопичен, расплывается на воздухе, малоустойчив, разлагается при нормальных условиях. Способы полученияОксид хром (VI) можно получить действием концентрированной серной кислоты на сухие хроматы или дихроматы: Химические свойстваОксид хрома (VI) – кислотный. Сильно ядовит. Оксиду хрома (VI) соответствуют хромовая (H2CrO4) и дихромовая (H2Cr2O7) кислоты. Изображение с портала chemres.ru 1. При взаимодействии оксида хрома (VI) с водой образуется хромовые кислоты: 2. Оксид хрома (VI) проявляет кислотные свойства. Взаимодействует с основаниями и основными оксидами . Например , оксид хрома (VI) взаимодействует с гидроксидом калия с образованием хромата калия: Или с оксидом лития с образованием хромата лития: 3. Оксид хрома (VI) – очень сильный окислитель : окисляет углерод, серу, иод, фосфор, превращаясь при этом в оксид хрома (III). Например , сера окисляется до оксида серы (IV): Оксид хрома (VI) также окисляет сложные вещества, например , сульфиты: И некоторые органические веществ, например , этанол: Гидроксид хрома (III)Гидроксид хрома (III) Cr(OH)3 – это твердое вещество серо-зеленого цвета. Способы получения1. Гидроксид хрома (III) можно получить действием раствора аммиака на соли хрома (III). Например , хлорид хрома (III) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида хрома (III) и хлорида аммония: 2. Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор гексагидроксохромата калия: Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить сложное вещество K3[Cr(OH)6] на составные части: KOH и Cr(OH)3. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Cr(OH)3 не реагирует с СО2, то мы записываем справа Cr(OH)3 без изменения. Гидроксид калия реагирует с избытком углекислого газа с образованием гидрокарбоната калия 3. Гидроксид хрома (III) можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли хрома (III). Например , хлорид хрома (III) реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида хрома (III) и хлорида калия: 4. Также гидроксид хрома (III) образуется при взаимодействии растворимых солей хрома (III) с растворимыми карбонатами, сульфитами и сульфидами . Сульфиды, карбонаты и сульфиты хрома (III) необратимо гидролизуются в водном растворе. Например: бромид хрома (III) реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида хрома (III), выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия: Хлорид хрома (III) реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида хрома (III), сероводорода и хлорида натрия: Химические свойства1. Гидроксид хрома (III) реагирует с растворимыми кислотами . При этом образуются средние соли. Например , гидроксид хрома (III) взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида хрома (III): 2. Гидроксид хрома (III) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот . Например , гидроксид хрома (III) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата хрома (III): 3. Гидроксид хрома (III) взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в растворе образуются комплексные соли . При этом гидроксид хрома (III) проявляет кислотные свойства. Например , гидроксид хрома (III) взаимодействует с избытком гидроксидом натрия с образованием гексагидроксохромата: 4. Г идроксид хрома (III) разлагается при нагревании : 5. Под действием окислителей в щелочной среде переходит в хромат. Например , при взаимодействии с бромом в щелочной среде гидроксид хрома (III) окисляется до хромата: Гидроксид хрома (II)Способы получения1. Гидроксид хрома (II) можно получить действием раствора аммиака на соли хрома (II). Например , хлорид хрома (II) реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида хрома (II) и хлорида аммония: 2. Гидроксид хрома (II) можно получить действием щелочи на соли хрома (II). Например , хлорид хрома (II) реагирует с гидроксидом калия с образованием гидроксида хрома (II) и хлорида калия: CrCl2 + 2KOH → Cr(OH)2↓ + 2KCl Химические свойства1. Гидроксид хрома (II) проявляет основные свойства . В частности, реагирует с растворимыми кислотами . Например , гидроксид хрома (II) взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида хрома (II). Соли хрома (II) окрашивают раствор в синий цвет. 2. Гидроксид хрома (II) взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот . Например , гидроксид хрома (II) взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата хрома (II): 3. Гидроксид хрома (II) – сильный восстановитель. Например , под действием кислорода воздуха гидроксид хрома (II) окисляется до гидроксида хрома (III): Соли хромаСоли хрома (II)Все соли хрома (II) – сильные восстановители. В растворах окисляются даже кислородом воздуха. Например , хлорид хрома (II) окисляется кислородом в растворе в присутствии щелочи до соединений хрома (III): Концентрированные кислоты-окислители (азотная и серная) также окисляют соединения хрома (II): Соли хрома (III)Хром с валентностью III образует два типа солей:
1. Соли хрома (III) проявляют слабые восстановительные свойства . окисляются под действием сильных окислителей в щелочной среде. Например , бром в присутствии гидроксида калия окисляет хлорид хрома (III): 2CrCl3 + 3Br2 + 16KOH → 2K2CrO4 + 6KBr + 6KCl + 8H2O или сульфат хрома (III): Пероксид водорода в присутствии щелочи также окисляет соли хрома (III): Даже перманганат калия в щелочной среде окисляет соли хрома (III): Комплексные соли хрома (III) также окисляются сильными окислителями в присутствии щелочей. Например , гексагидроксохроматы окисляются бромом в щелочи: Оксид свинца (IV) также окисляет хромиты: 2. Соли хрома (III) в щелочной среде образуют гидроксид хрома (III), который сразу растворяется, образуя гидроксокомплекс. 2CrCl3 + 6KOH → 2Cr(OH)3 + 6KCl 3. Более активные металлы вытесняют хром (III) из солей. Например , цинк реагирует с хлоридом хрома (III): Гидролиз солей хрома (III)Растворимые соли хрома (III) и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть: I ступень: Cr 3+ + H2O = CrOH 2+ + H + II ступень: CrOH 2+ + H2O = Cr(OH )2 + + H + Однако сульфиды, сульфиты, карбонаты хрома (III) и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой в момент образования. Например , при сливании растворов солей хрома (III) и сульфита, гидросульфита, карбоната или сульфида натрия протекает взаимный гидролиз: Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье. ХромитыСоли, в которых хром (III) входит в состав кислотного остатка (хромиты) — образуются из оксида хрома (III) при сплавлении с щелочами и основными оксидами: Для понимания свойств хромитов их удобно мысленно разделить на два отдельных вещества. Например , хромит натрия мы поделим мысленно на два вещества: оксид хрома (III) и оксид натрия. NaСrO2 разделяем на Na2O и Cr2O3 При этом очевидно, что хромиты реагируют с кислотами. При недостатке кислоты образуется гидроксид хрома (III): NaCrO2 + HCl (недостаток) + H2O → Cr(OH)3 + NaCl В избытке кислоты гидроксид хрома (III) не образуется: NaCrO2 + 4HCl (избыток) → CrCl3 + NaCl + 2H2O NaCrO2 + 4HCl → CrCl3 + NaCl + 2H2O Под действием избытка воды хромиты гидролизуются: Соли хрома (VI)Оксиду хрома ( VI ) соответствуют две кислоты – хромовая Н2 CrO 4 и дихромовая Н2 Cr 2 O 7. Поэтому хром в степени окисления +6 образует два типа солей: хроматы и дихроматы. Например , хромат калия K2CrO4 и дихромат калия K2Cr2O7. 1. Различить эти соли довольно легко: хроматы желтые, а дихроматы оранжевые. Хроматы устойчивы в щелочной среде, а дихроматы устойчивы в кислой среде. При добавлении к хроматам кислот они переходят в дихроматы. Например , хромат калия взаимодействует с серной кислотой и разбавленной соляной кислотой с образованием дихромата калия: И наоборот: дихроматы реагируют с щелочами с образованием хроматов. Например , дихромат калия взаимодействует с гидроксидом калия с образованием хромата калия: Видеоопыт взаимных переходов хроматов и дихроматов при добавлении кислоты или щелочи можно посмотреть здесь. 2. Хроматы и дихроматы проявляют сильные окислительные свойства. При взаимодействии с восстановителями они восстанавливаются до соединений хрома (III). В нейтральной среде хроматы и дихроматы восстанавливаются до гидроксида хрома (III). Например , дихромат калия реагирует с сульфитом натрия в нейтральной среде: Хромат калия окисляет сульфид аммония: При взаимодействии с восстановителями в щелочной среде хроматы и дихроматы образуют комплексные соли. Например , хромат калия окисляет гидросульфид аммония в щелочной среде: Хромат натрия окисляет сернистый газ: Хромат натрия окисляет сульфид натрия: При взаимодействии с восстановителями в кислой среде хроматы и дихроматы образуют соли хрома (III). Например , дихромат калия окисляет сероводород в присутствии серной кислоты: Дихромат калия окисляет йодид калия, фосфид кальция, соединения железа (II), сернистый газ, концентрированную соляную кислоту: источники: http://class.rambler.ru/temy-gdz/opyt-37-sovmestnyy-gidroliz-sulfata-hroma-iii-i-karbonata-natriya-guzey-l-s-surovceva-r-p-himiya-10-klass-gdz-39338.htm http://chemege.ru/chrom/ |