Номер 7, страница 239 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

9.7. Зелёный порошок, полученный сплавлением дихромата калия с серой, промыли водой, а затем смешали с алюминием и полученную смесь подожгли. Произошла бурная реакция, в ходе которой образовался королёк металла. Его растворили без доступа воздуха в избытке концентрированной соляной кислоты, а затем оставили на воздухе. Запишите уравнения реакций.

Решение

Процесс, описанный в задаче, включает в себя четыре последовательные химические реакции.

При сплавлении дихромата калия с серой происходит окислительно-восстановительная реакция. Сильный окислитель дихромат калия ($K_2Cr_2O_7$) окисляет серу (S), а сам восстанавливается до оксида хрома(III) ($Cr_2O_3$). Этот оксид имеет зелёный цвет и нерастворим в воде, в то время как второй продукт, сульфат калия ($K_2SO_4$), растворяется и удаляется при промывке.

$K_2Cr_2O_7 + S \xrightarrow{t} Cr_2O_3 + K_2SO_4$

Полученный зелёный порошок ($Cr_2O_3$) вступает в реакцию алюминотермии при поджигании смеси с алюминием. Алюминий, как более активный металл, восстанавливает хром из его оксида. Реакция является сильно экзотермической, поэтому выделяющийся металлический хром (Cr) находится в расплавленном состоянии и образует "королёк".

$Cr_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t} 2Cr + Al_2O_3$

Королёк металлического хрома растворяют в концентрированной соляной кислоте без доступа воздуха. Хром реагирует с кислотой, образуя хлорид хрома(II) ($CrCl_2$) и водород. Условие "без доступа воздуха" является ключевым, так как соединения хрома(II) неустойчивы и легко окисляются кислородом.

$Cr + 2HCl_{конц.} \rightarrow CrCl_2 + H_2\uparrow$

Когда полученный раствор оставляют на воздухе, кислород ($O_2$) в присутствии соляной кислоты окисляет хлорид хрома(II) до более устойчивого хлорида хрома(III) ($CrCl_3$).

$4CrCl_2 + O_2 + 4HCl \rightarrow 4CrCl_3 + 2H_2O$

Ответ:

$K_2Cr_2O_7 + S \xrightarrow{t} Cr_2O_3 + K_2SO_4$

$Cr_2O_3 + 2Al \xrightarrow{t} 2Cr + Al_2O_3$

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

$4CrCl_2 + O_2 + 4HCl \rightarrow 4CrCl_3 + 2H_2O$