Номер 2, страница 238 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.2. Раствор сульфата хрома(III) нагревали с раствором пероксида водорода и гидроксида натрия до тех пор, пока фиолетовая окраска раствора не стала ярко-жёлтой. При добавлении к полученному жёлтому раствору серной кислоты окраска его сменилась на оранжевую. Через оранжевый раствор пропустили сернистый газ. Затем к полученному фиолетовому раствору добавили избыток гидроксида калия до образования изумрудно-зелёного раствора. Запишите уравнения реакций.

Решение

В задаче описана последовательность химических превращений соединений хрома. Запишем уравнения для каждой стадии.

1. Нагревание раствора сульфата хрома(III) с пероксидом водорода и гидроксидом натрия

В щелочной среде пероксид водорода является сильным окислителем и окисляет хром из степени окисления +3 до +6. При этом фиолетовый раствор сульфата хрома(III) превращается в ярко-жёлтый раствор хромата натрия.

$Cr_2(SO_4)_3 + 3H_2O_2 + 10NaOH \xrightarrow{t} 2Na_2CrO_4 + 3Na_2SO_4 + 8H_2O$

Ответ: $Cr_2(SO_4)_3 + 3H_2O_2 + 10NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 3Na_2SO_4 + 8H_2O$.

2. Добавление серной кислоты к жёлтому раствору

В кислой среде существует равновесие между хромат- и дихромат-ионами. При добавлении серной кислоты равновесие смещается в сторону образования дихромат-ионов, и жёлтая окраска раствора сменяется на оранжевую.

$2Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + Na_2SO_4 + H_2O$

Ответ: $2Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + Na_2SO_4 + H_2O$.

3. Пропускание сернистого газа через оранжевый раствор

Сернистый газ ($SO_2$) является восстановителем и в кислой среде восстанавливает хром из степени окисления +6 (в составе дихромат-иона) обратно до степени окисления +3. Раствор снова становится фиолетовым, так как образуется сульфат хрома(III).

$Na_2Cr_2O_7 + 3SO_2 + H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + Na_2SO_4 + H_2O$

Ответ: $Na_2Cr_2O_7 + 3SO_2 + H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + Na_2SO_4 + H_2O$.

4. Добавление избытка гидроксида калия к фиолетовому раствору

Гидроксид хрома(III) является амфотерным. При добавлении избытка щёлочи ($KOH$) к раствору соли хрома(III) сначала выпадает осадок $Cr(OH)_3$, который затем растворяется в избытке щёлочи с образованием растворимого комплексного соединения — гексагидроксохромата(III) калия, имеющего изумрудно-зелёный цвет.

$Cr_2(SO_4)_3 + 12KOH_{ (изб.) } \rightarrow 2K_3[Cr(OH)_6] + 3K_2SO_4$

Ответ: $Cr_2(SO_4)_3 + 12KOH \rightarrow 2K_3[Cr(OH)_6] + 3K_2SO_4$.