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解放军文职招聘考试三氧化二铬和氢氧化铬

来源: 2017-10-07 13:44

 三氧化二铬和氢氧化铬
三氧化二铬 Cr 2 O 3 是一种绿色的固体,熔点很高,为 2263K 。它是冶炼铬的原料。由于它呈绿色,是常用的绿色颜料,俗称铬绿。 Cr 2 O 3 微溶于水,与 Al 2 O 3 同晶,具有两性。
Cr 2 O 3
溶于 H 2 SO 4 生成紫色的硫酸铬 Cr 2 (SO 4 ) 3 ,溶于浓的强碱 NaOH 中生成绿色的亚铬酸钠 Na[Cr(OH) 4 ] NaCrO 2
                Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O
                 Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na[Cr(OH) 4 ]
或写成:
                       Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Cr( ) 盐溶液中加碱,或亚铬酸钠溶液加热水解,都可以得到灰蓝色的氢氧化铬 Cr(OH) 3 的胶状沉淀,或称为水合三氧化二铬 Cr 2 O 3 · nH 2 O 的沉淀。
                        
Cr 3+ + 3OH - = Cr(OH) 3
                                                  

                        NaCrO 2 + 2H 2 O ==== Cr(OH) 3
+ NaOH
Cr(OH) 3
也具有两性,既溶于酸,又溶于碱。
                     Cr(OH) 3 + 3H 3 O +
←→ [Cr(H 2 O) 6 ] 3+
或写成:
                     Cr(OH) 3 + 3H +
←→ Cr 3+ + 3H 2 O
                      Cr(OH) 3 + OH -
←→ CrO 2 - + 2H 2 O
Cr(OH) 3
在溶液中存在着如下平衡:
             Cr 3+ + 3OH -
←→ Cr(OH) 3 ←→ H + + CrO 2 - + H 2 O
紫色 灰蓝色 绿色
Cr 2 O 3
的制备方法
1.
金属铬在氧气中燃烧 :
燃烧
                            4Cr + 3O 2 ==== 2Cr 2 O 3
2.
重铬酸铵加热分解 :
                                        

             (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ==== Cr 2 O 3 + N 2
+ 4H 2 O
3.
S 还原重铬酸钠 :
                  Na 2 Cr 2 O 7 + S ==== Cr 2 O 3+ Na  2 SO 4
铬盐和亚铬酸盐
Cr 2 O 3
Cr(OH) 3 溶于酸生成的是铬盐,溶于碱生成的是亚铬酸盐。
1.
铬盐
最重要的铬盐有硫酸铬和铬矾。硫酸铬由于含结晶水不同有不同的颜色。 ( 硫酸铬与碱金属硫酸盐形成铬矾 MCr(SO 4 ) 2 · 12H 2 O(M=Na + K + Rb + Cs + NH 4 + Tl + ) 。用 SO 2 还原 K 2 Cr 2 O 7 的酸性溶液,可制得铬钾矾。铬矾在鞣革、纺织工业有广泛用途。
Cr 2 (SO 4 ) 3 · 18H 2 O
紫色
Cr 2 (SO 4 ) 3 · 6H 2 O
绿色
Cr 2 (SO 4 ) 3
桃红色
    K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 3SO 2 = K 2 SO 4 ·Cr 2 (SO 4 ) 3 + H 2 O
铬盐在水溶液中水解显酸性 :
                      Cr 3+ + H 2 O
←→ [Cr(OH)] 2+ + H +
或写成:
         [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ + H 2 O
←→ [Cr(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + H 3 O +
若在铬盐溶液中加碱中和掉水解出的 H+ 离子,则水解反应可以进行到底。例如向 CrCl 3 溶液中加入碱性的 Na 2 S 溶液,则水解反应进行到底。
           2CrCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3
+ 6NaCl + 3H 2 S
在铬盐的酸性溶液中, Cr 3+ 离子的还原性很弱,但若遇到象过二硫酸铵、高锰酸钾这样很强的氧化剂时, Cr 3+ 可以被氧化成 Cr( ) ,重铬酸盐。
       Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e -
←→ 2Cr 3+ + 7H 2 O   φ A θ =1.33V
                   S 2 O 8 2- + 2e -
←→ 2SO 4 2-                    φ A θ =2.0V
            MnO 4 - + 8H + + 5e -
←→ Mn 2+ + 4H 2 O   φ A θ =1.51V
                                                 Ag +
    2Cr 3+ + 3S 2 O 8 2- + 7H 2 O ====== Cr 2 O 7 2- + 6SO 4 2- + 14H +
                                                  

                                               

   10Cr 3+ + 6MnO 4 - + 11H 2 O ===== 5Cr 2 O 7 2 - + 6Mn 2+ + 22H +
2.
亚铬酸盐
亚铬酸盐最常见的是亚铬酸钠 NaCrO 2 ,它在水溶液中水解显碱性。
                                                 

                         CrO 2 - + 2H 2 O ====Cr(OH) 3 +OH -
或写成:
                                               

                          [Cr(OH) 6 ] 3- === Cr(OH) 3
+3OH -
在亚铬酸盐的碱性溶液中, CrO 2 - 有较强的还原性,可以还原过氧化氢或过氧化钠,自身被氧化成铬酸盐。
           CrO 4 2 - + 2H 2 O +3e -
←→ CrO 2 - + 4OH - φ A θ =- 0.13V
                2CrO 2 - + 3H 2 O 2 + 2OH - = 2CrO 4 2- + 4H 2 O
           2CrO 2 - + 3Na 2 O 2 + 2H 2 O = 2CrO 4 2- + 6Na + + 4OH -
( ) 的配合物
Cr 3+
离子的外层电子结构为 3d 3 4s 0 4p 0 ,它具有 6 个空轨道,同时 Cr 3+ 离子的半径也较小 (64pm) ,有较强的正电场,因此 Cr 3+ 离子生成配合物的能力较强,容易同 H 2 O NH 3 Cl - CN - C 2 O 4 2- 等配位体生成配位数为 6 d 2 sp 3 型的配合物。
例如 Cr 3+ 在水溶液中就是以六水合铬 ( ) 离子 [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ 存在,其中的水分子还可以被其它配位体取代,因此,同一组成的配合物可能存在多种异构体。实验式为 CrCl 3 · 6H 2 O 的配合物就有三种水合异构体:
[Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3
紫色
[Cr(H 2 O) 5 ]Cl 2 · H 2 O
浅绿色
[Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ]Cl · 2H 2 O
蓝绿色
更重要的异构现象是立体异构,即几何异构和光学异构。例如 K[Cr(C 2 O 4 ) 2 (H 2 O) 2 ] 的阴离子有顺式和反式两种几何异构体 , 顺式异构体表现出紫—绿二色性,而反式异构体显紫红色。
[Cr(H 2 O) 6 ] 3+
中的水分子除可被 Cl - 离子取代外,还可以被氨取代,成不同颜色的氨—水配合物:
[Cr(H 2 O) 6 ] 3+
紫色 [Cr(NH 3 ) 2 (H 2 O) 4 ] 3+ 紫红色 [Cr(NH 3 ) 3 (H 2 O) 3 ] 3+ 浅红色
[Cr(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] 3+
橙红色 [Cr(NH 3 ) 5 (H 2 O)] 3+ 橙黄色 [Cr(NH 3 ) 6 ] 3+ 黄色
随着内界水分子逐渐被氨分子取代,配离子的颜色逐渐变浅。

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