Цель: углубить знания учащихся по теме занятия.
Задачи:
- дать характеристику хрома как простого вещества;
- познакомить учащихся с соединениями хрома разной степени окисления;
- показать зависимость свойств соединений от степени окисления;
- показать окислительно – восстановительные свойства соединений хрома;
- продолжить формирование умений учащихся записывать уравнения химических
реакций в молекулярном и ионном виде, составлять электронный баланс;
- продолжить формирование умений наблюдать химический эксперимент.
Форма занятия: лекция с элементами самостоятельной работы учащихся и
наблюдением за химическим экспериментом.
Ход занятия
I. Повторение материала предыдущего занятия.
1. Ответить на вопросы и выполнить задания:
- Какие элементы относятся к подгруппе хрома?
- Написать электронные формулы атомов
- К какому типу элементов относятся?
- Какие степени окисления проявляют в соединениях?
- Как изменяется радиус атомов и энергия ионизации от хрома к вольфраму?
Можно предложить заполнить учащимся заполнить таблицу, используя табличные
величины радиусов атомов, энергии ионизации и сделать выводы.
Образец таблицы:
| Элемент |
Электронные формулы |
Радиус атома нм |
Энергия ионизации эВ |
Степень окисления |
| хром |
…3s23p63d54s1 |
0,125 |
6,76 |
+2,+3,+6 |
| молибден |
…4s24p64d55s1 |
0,136 |
7,10 |
+3,+4,+5,+6 |
| вольфрам |
…5s25p65d46s2 |
0,140 |
7,98 |
+3,+4,+5,+6 |
2. Заслушать сообщение учащегося по теме «Элементы подгруппы хрома в природе,
получение и применение».
II. Лекция.
План лекции:
- Хром.
- Соединения хрома. (2)
- Оксид хрома; (2)
- Гидроксид хрома. (2)
- Соединения хрома. (3)
- Оксид хрома; (3)
- Гидроксид хрома. (3)
- Соединения хрома (6)
- Оксид хрома; (6)
- Хромовая и дихромовая кислоты.
- Зависимость свойств соединений хрома от степени окисления.
- Окислительно – восстановительные свойства соединений хрома.
1. Хром.
Хром – это белый с голубоватым отливом блестящий металл, очень твердый
(плотность 7, 2 г/см3), температура плавления 1890˚С.
Химические свойства: хром при обычных условиях неактивный металл. Это
объясняется тем, что его поверхность покрыта оксидной пленкой (Сr2О3). При
нагревании оксидная пленка разрушается, и хром реагирует с простыми веществами
при высокой температуре:
- 4Сr +3О2 = 2Сr2О3
- 2Сr + 3S = Сr2S3
- 2Сr + 3Cl2 = 2СrСl3
Задание: составить уравнения реакций хрома с азотом, фосфором, углеродом и
кремнием; к одному из уравнений составить электронный баланс, указать окислитель
и восстановитель.
Взаимодействие хрома со сложными веществами:
При очень высокой температуре хром реагирует с водой:
- 2Сr + 3 Н2О = Сr2О3 + 3Н2↑
Задание: составить электронный баланс, указать окислитель и восстановитель.
Хром реагирует с разбавленной серной и соляной кислотами:
- Сr + Н2SО4 = СrSО4 + Н2↑
- Сr + 2НСl= СrСl2 + Н2↑
Задание: составить электронный баланс, указать окислитель и восстановитель.
Концентрированные серная соляная и азотная кислоты пассивируют хром.
2. Соединения хрома. (2)
1. Оксид хрома (2) - СrО – твердое ярко – красное вещество, типичный основной
оксид (ему соответствует гидроксид хрома (2) - Сr(ОН)2), не растворяется в воде,
но растворяется в кислотах:
Задание: составить уравнение реакции в молекулярном и ионном виде
взаимодействия оксида хрома (2) с серной кислотой.
Оксид хрома (2) легко окисляется на воздухе:
Задание: составить электронный баланс, указать окислитель и восстановитель.
Оксид хрома (2) образуется при окислении амальгамы хрома кислородом воздуха:
2Сr (амальгама) + О2 = 2СrО
2. Гидроксид хрома (2) - Сr(ОН)2 – вещество желтого цвета, плохо растворимо в
воде, с ярко выраженным основным характером, поэтому взаимодействует с
кислотами:
- Сr(ОН)2 + Н2SО4 = СrSO4 + 2Н2О
Задание: составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде
взаимодействия оксида хрома (2) с соляной кислотой.
Как и оксид хрома (2), гидроксид хрома (2) окисляется:
- 4 Сr(ОH)2 + О2 + 2Н2О = 4Сr(ОН)3
Задание: составить электронный баланс, указать окислитель и восстановитель.
Получить гидроксид хрома (2) можно при действии щелочей на соли хрома (2):
- CrCl2 + 2KOH = Cr(OH)2↓ + 2KCl
Задание: составить ионные уравнения.
3. Соединения хрома. (3)
1. Оксид хрома (3) - Сr2О3 – порошок темно – зеленого цвета, нерастворим в воде,
тугоплавкий, по твёрдости близок к корунду (ему соответствует гидроксид хрома
(3) – Сr(ОН)3). Оксид хрома (3) имеет амфотерный характер, однако в кислотах и
щелочах растворяется плохо. Реакции со щелочами идут при сплавлении:
- Сr2О3 + 2КОН = 2КСrО2(хромит К) + Н2О
Задание: составить уравнение реакции в молекулярном и ионном виде
взаимодействия оксида хрома (3) с гидроксидом лития.
С концентрированными растворами кислот и щелочей взаимодействует с трудом:
- Сr2О3 + 6 КОН + 3Н2О = 2К3[Сr(ОН)6]
- Сr2О3 + 6НСl = 2СrСl3 + 3Н2О
Задание: составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде
взаимодействия оксида хрома (3) с конценрированной серной кислотой и
концентрированным раствором гидроксида натрия.
Оксид хрома (3) может быть получен при разложении дихромата аммония:
- (NН4)2Сr2О7 = N2 + Сr2О3 +4Н2О
2. Гидроксид хрома (3) Сr(ОН)3 получают при действии щелочей на на растворы
солей хрома (3):
- СrСl3 +3КОН = Сr(ОН)3↓ + 3КСl
Задание: составить ионные уравнения
Гидроксид хрома (3) представляет собой осадок серо – зеленого цвета, при
получении которого, щелочь надо брать в недостатке. Полученный таким образом
гидроксид хрома (3), в отличие от соответствующего оксида легко взаимодействует
с кислотами и щелочами, т.е. проявляет амфотерные свойства:
- Сr(ОН)3 + 3НNО3 = Сr(NО3)3 + 3Н2О
- Сr(ОН)3 + 3КОН = К3[Сr(ОН)6](гексагидроксохромит К)
Задание: составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде
взаимодействия гидроксида хрома (3) с соляной кислотой и гидроксидом натрия.
При сплавлении Сr(ОН)3 со щелочами получаются метахромиты и ортохромиты:
- Cr(OH)3 + KOH = KCrO2(метахромит К) + 2H2O
- Cr(OH)3 + KOH = K3CrO3(ортохромит К)+ 3H2O
4. Соединения хрома. (6)
1. Оксид хрома (6) - СrО3 – темно – красное кристаллическое вещество, хорошо
растворимо в воде – типичный кислотный оксид. Этому оксиду соответствует две
кислоты:
- СrО3 + Н2О = Н2СrО4 (хромовая кислота – образуется при избытке воды)
- СrО3 + Н2О =Н2Сr2О7 (дихромовая кислота – образуется при большой концентрации
оксида хрома (3)).
Оксид хрома (6) – очень сильный окислитель, поэтому энергично взаимодействует
с органическими веществами:
- С2Н5ОН + 4СrО3 = 2СО2 + 2Сr2О3 + 3Н2О
Окисляет также иод, серу, фосфор, уголь:
- 3S + 4CrO3 = 3SO2 + 2Cr2O3
Задание: составить уравнения химических реакций оксида хрома (6) с йодом,
фосфором, углем; к одному из уравнений составить электронный баланс, указать
окислитель и восстановитель
При нагревании до 2500С оксид хрома (6) разлагается:
Оксид хрома (6) можно получить при действии концентрированной серной кислоты
на твердые хроматы и дихроматы:
- К2Сr2О7 + Н2SО4 = К2SО4 + 2СrО3 + Н2О
2. Хромовая и дихромовая кислоты.
Хромовая и дихромовая кислоты существуют только в водных растворах, образуют
устойчивые соли, соответственно хроматы и дихроматы. Хроматы и их растворы имеют
желтую окраску, дихроматы – оранжевую.
Хромат - ионы СrО42- и дихромат – ионы Сr2О72- легко переходят друг в друга
при изменении среды растворов
В кислой среде раствора хроматы переходят в дихроматы:
- 2К2СrО4 + Н2SО4 = К2Сr2О7 + К2SО4 + Н2О
В щелочной среде дихроматы переходят в хроматы:
- К2Сr2О7 + 2КОН = 2К2СrО4 + Н2О
При разбавлении дихромовая кислота переходит в хромовую кислоту:
5. Зависимость свойств соединений хрома от степени окисления.
| Степень окисления |
+2 |
+3 |
+6 |
| Оксид |
СrО |
Сr2О3 |
СrО3 |
| Характер оксида |
основной |
амфотерный |
кислотный |
| Гидроксид |
Сr(ОН)2 |
Сr(ОН)3 – Н3СrО3 |
Н2СrО4 Н2Сr2О7 |
| Характер гидроксида |
основной |
амфотерный |
кислотный |
|
→ ослабление основных свойств и усиление
кислотных→ |
6. Окислительно – восстановительные свойства соединений хрома.
Реакции в кислотной среде.
В кислотной среде соединения Сr+6 переходят в соединения Сr+3 под действием
восстановителей: H2S, SO2, FeSO4
- К2Сr2О7 +3Н2S +4Н2SО4 = 3S + Сr2(SО4)3 + K2SO4+ 7Н2О
- S-2 – 2e → S0
- 2Cr+6 + 6e → 2Cr+3
Задание:
1. Уравнять уравнение реакции методом электронного баланса, указать окислитель и
восстановитель:
- Na2CrO4 + K2S + H2SO4 = S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O
2. Дописать продукты реакции, уравнять уравнение методом электронного баланса,
указать окислитель и восстановитель:
- K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 = ? +? +Н2О
Реакции в щелочной среде.
В щелочной среде соединения хрома Сr+3 переходят в соединения Сr+6 под
действием окислителей: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:
- 2KCrO2 +3 Br2 +8NaOH =2Na2CrO4 + 2KBr +4NaBr + 4H2O
- Cr+3 - 3e → Cr+6
- Br20 +2e → 2Br-
Задание:
Уравнять уравнение реакции методом электронного баланса, указать окислитель и
восстановитель:
- NaCrO2 + J2 + NaOH = Na2CrO4 + NaJ + H2O
Дописать продукты реакции, уравнять уравнение методом электронного баланса,
указать окислитель и восстановитель:
- Cr(OH)3 + Ag2O + NaOH = Ag + ? + ?
Таким образом, окислительные свойства последовательно усиливаются с
изменением степеней окисления в ряду: Cr+2→ Сr+3 → Сr+6. Соединения хрома (2) -
сильные восстановители, легко окисляются, превращаясь в соединения хрома (3).
Соединения хрома (6) – сильные окислители, легко восстанавливаются в соединения
хрома (3). Соединения хрома (3) при взаимодействии с сильными восстановителями
проявляют окислительные свойства, переходя в соединения хрома (2), а при
взаимодействии с сильными окислителями проявляют восстановительные свойства,
превращаясь в соединеня хрома (6)
К методике проведения лекции:
- Для активизации познавательной деятельности учащихся и поддержания интереса,
целесообразно в ходе лекции проводить демонстрационный эксперимент. В
зависимости от возможностей учебной лаборатории можно демонстрировать учащимся
следующие опыты:
- получении оксида хрома (2) и гидроксида хрома (2), доказательство их
основных свойств;
- получение оксида хрома (3) и гидроксида хрома (3), доказательство их
амфотерных свойств;
- получение оксида хрома (6) и растворение его в воде (получение хромовой и
дихромовой кислот);
- переход хроматов в дихроматы, дихроматов в хроматы.
- Задания самостоятельной работы можно дифференцировать с учетом реальных
учебных возможностей учащихся.
- Завершить лекцию можно выполнением следующих заданий: напишите уравнения
химических реакций с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
- Cr→ CrCl2→ Cr(OH)2→ Cr(OH)3→ Cr(NO3)3→ Cr2O3→ Cr
- Cr →Cr(NO3)3→ Cr(OH)3→ K3[Cr(OH)6]→ Cr(OH)3→ CrCl3
- Cr2(SO4)3→ Cr(OH)3→ CrCl3
.III. Домашнее задание: доработать лекцию (дописать уравнения химических
реакций) | 
З В О Н О К НА У Р О К
