Номер 3, страница 238 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.3. Как осуществить следующие превращения?

$\mathrm{а}) \mathrm{Сг}⟶{\mathrm{СгСl}}_2⟶{\mathrm{СгСl}}_3⟶\mathrm{Сг}{\left(\mathrm{ОН}\right)}_3⟶$ ${\mathrm{Na}}_3\left[\mathrm{Cr}{\left(\mathrm{OH}\right)}_6\right]⟶{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CrO}}_4⟶{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_7$

$\mathrm{б}) {\mathrm{CrO}}_3⟶{\left({\mathrm{NH}}_4\right)}_2{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_7⟶{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3⟶{\mathrm{NaCrO}}_2⟶$${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CrO}}_4⟶{\mathrm{Cr}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3⟶{\mathrm{CrSO}}_4⟶{\mathrm{CrCl}}_2$

а) Для осуществления данной цепочки превращений необходимо последовательно провести следующие химические реакции. Каждая стрелка в схеме соответствует одному уравнению реакции.

1. Получение хлорида хрома(II) взаимодействием металлического хрома с соляной кислотой. Хром, как металл, стоящий левее водорода в ряду активности, вытесняет его из кислоты.

$Cr + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + H_2 \uparrow$

2. Окисление хлорида хрома(II) до хлорида хрома(III). Соединения хрома(II) являются сильными восстановителями и легко окисляются, например, хлором.

$2CrCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2CrCl_3$

3. Получение гидроксида хрома(III) реакцией обмена между солью хрома(III) и щелочью. Гидроксид хрома(III) выпадает в виде серо-зеленого осадка.

$CrCl_3 + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

4. Растворение амфотерного гидроксида хрома(III) в избытке концентрированной щелочи с образованием комплексного соединения — гексагидроксохромата(III) натрия.

$Cr(OH)_3 + 3NaOH \rightarrow Na_3[Cr(OH)_6]$

5. Окисление соединения хрома(III) до хромата(VI) натрия. В щелочной среде это можно сделать с помощью сильного окислителя, например, пероксида водорода.

$2Na_3[Cr(OH)_6] + 3H_2O_2 \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 2NaOH + 8H_2O$

6. Перевод хромата в дихромат. В кислой среде желтый раствор хромата переходит в оранжевый раствор дихромата.

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

Ответ:

$Cr + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + H_2 \uparrow$

$2CrCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2CrCl_3$

$CrCl_3 + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

$Cr(OH)_3 + 3NaOH \rightarrow Na_3[Cr(OH)_6]$

$2Na_3[Cr(OH)_6] + 3H_2O_2 \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 2NaOH + 8H_2O$

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

б) Для осуществления данной цепочки превращений необходимо последовательно провести следующие химические реакции.

1. Оксид хрома(VI) является кислотным оксидом (ангидрид хромовой и дихромовой кислот). При реакции с раствором аммиака (гидроксидом аммония) образуется дихромат аммония.

$2CrO_3 + 2NH_4OH \rightarrow (NH_4)_2Cr_2O_7 + H_2O$

2. Термическое разложение дихромата аммония — известная демонстрационная реакция "Химический вулкан". В результате образуется оксид хрома(III), газообразный азот и вода.

$(NH_4)_2Cr_2O_7 \xrightarrow{t} Cr_2O_3 + N_2 \uparrow + 4H_2O$

3. Оксид хрома(III) — амфотерный оксид. При сплавлении с твердой щелочью он проявляет кислотные свойства, образуя соль — хромит натрия.

$Cr_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{сплавление} 2NaCrO_2 + H_2O$

4. Окисление хромита(III) натрия до хромата(VI) натрия. Реакция проводится в щелочной среде с использованием окислителя, например, пероксида водорода.

$2NaCrO_2 + 3H_2O_2 + 2NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 4H_2O$

5. Восстановление хромата(VI) натрия до сульфата хрома(III). В кислой среде хроматы являются сильными окислителями. В качестве восстановителя можно использовать диоксид серы.

$2Na_2CrO_4 + 3SO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 2Na_2SO_4 + 2H_2O$

6. Восстановление соединений хрома(III) до хрома(II). Это можно осуществить с помощью активного металла, например, цинка, в кислой среде.

$Cr_2(SO_4)_3 + Zn \rightarrow 2CrSO_4 + ZnSO_4$

7. Получение хлорида хрома(II) из его сульфата. Для этого проводят реакцию ионного обмена с растворимой солью бария, например, хлоридом бария. Сульфат бария выпадает в осадок.

$CrSO_4 + BaCl_2 \rightarrow CrCl_2 + BaSO_4 \downarrow$

Ответ:

$2CrO_3 + 2NH_4OH \rightarrow (NH_4)_2Cr_2O_7 + H_2O$

$(NH_4)_2Cr_2O_7 \xrightarrow{t} Cr_2O_3 + N_2 \uparrow + 4H_2O$

$Cr_2O_3 + 2NaOH \xrightarrow{сплавление} 2NaCrO_2 + H_2O$

$2NaCrO_2 + 3H_2O_2 + 2NaOH \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 4H_2O$

$2Na_2CrO_4 + 3SO_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow Cr_2(SO_4)_3 + 2Na_2SO_4 + 2H_2O$

$Cr_2(SO_4)_3 + Zn \rightarrow 2CrSO_4 + ZnSO_4$

$CrSO_4 + BaCl_2 \rightarrow CrCl_2 + BaSO_4 \downarrow$