Trả lời nhanh
Crom tan trong dung dịch H2SO4 loãng, nóng (không có không khí) theo phương trình: Cr + H2SO4 → CrSO4 + H2↑. Sản phẩm là muối crom(II) sunfat có màu xanh lam và khí hiđro không màu. Crom chỉ lên mức oxi hoá +2 vì H+ là chất oxi hoá yếu.
Phương trình hoá học Cr tác dụng H2SO4 loãng
Cr + H2SO4 (loãng) → CrSO4 + H2↑
Phương trình ion thu gọn: Cr + 2H+ → Cr2+ + H2↑
- Điều kiện: dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng; tốt nhất tiến hành trong môi trường không có oxi.
- Hiện tượng: mẫu crom tan dần, có bọt khí không màu thoát ra, dung dịch chuyển sang màu xanh lam (màu của ion Cr2+).
- Loại phản ứng: oxi hoá – khử, kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động đẩy hiđro ra khỏi axit.
Cân bằng bằng phương pháp electron
- Chất khử: Cr0 → Cr+2 + 2e
- Chất oxi hoá: 2H+1 + 2e → H20
- Số electron nhường bằng số electron nhận (đều là 2) nên hệ số của Cr, H2SO4, CrSO4, H2 đều là 1.
Phương trình đã cân bằng ngay, không cần thêm hệ số. Nhiều bạn quen với “Cr → Cr3+” nên viết nhầm thành Cr2(SO4)3, đây là lỗi thường gặp nhất.
Vì sao chỉ tạo muối Cr(II)?
Với axit không có tính oxi hoá mạnh (HCl, H2SO4 loãng), chất oxi hoá thực sự là ion H+. Ion này chỉ oxi hoá crom lên +2, giống sắt tạo Fe(II) trong cùng điều kiện. Mẹo nhớ: “Axit loãng chỉ đẩy hiđro – kim loại đa hoá trị lên mức thấp (Fe+2, Cr+2)”.
Ion Cr2+ rất dễ bị oxi trong không khí oxi hoá thành Cr3+: 4CrSO4 + O2 + 2H2SO4 → 2Cr2(SO4)3 + 2H2O. Vì vậy nếu để ngoài không khí, màu xanh lam chuyển dần sang xanh lục (màu của Cr3+). Đó là lý do đề bài thường nhấn mạnh “không có không khí”.
So sánh Cr với các loại axit H2SO4
| Axit | Điều kiện | Sản phẩm |
|---|---|---|
| H2SO4 loãng | Nóng, không có không khí | CrSO4 + H2 |
| H2SO4 đặc, nóng | Đun nóng | Cr2(SO4)3 + SO2 + H2O |
| H2SO4 đặc, nguội | Nhiệt độ thường | Không phản ứng (thụ động hoá) |
Phương trình với axit đặc, nóng: 2Cr + 6H2SO4 (đặc) → Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O (đun nóng). Ở đây S+6 là chất oxi hoá nên Cr lên +3.
Crom bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội do có lớp màng oxit bền bảo vệ. Chính lớp oxit mỏng Cr2O3 này cũng khiến Cr phản ứng chậm với axit loãng ở nhiệt độ thường, nên cần đun nóng.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Hoà tan hoàn toàn 2,6 g Cr trong dung dịch H2SO4 loãng, nóng (không có không khí). Tính thể tích H2 (đktc) và khối lượng muối thu được.
Giải: n(Cr) = 2,6 : 52 = 0,05 mol. Theo phương trình, n(H2) = n(CrSO4) = 0,05 mol. V(H2) = 0,05 × 22,4 = 1,12 lít. m(CrSO4) = 0,05 × 148 = 7,4 g.
Bài 2. Cho hỗn hợp gồm 5,2 g Cr và 5,6 g Fe vào dung dịch H2SO4 loãng dư (không có không khí). Tính thể tích khí H2 (đktc).
Giải: n(Cr) = 0,1 mol; n(Fe) = 0,1 mol. Cả hai đều tạo muối +2 nên mỗi mol kim loại cho 1 mol H2. n(H2) = 0,2 mol, V = 0,2 × 22,4 = 4,48 lít.
Bài 3. Cho 0,1 mol Cr tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư. Tính thể tích SO2 (đktc).
Giải: Cr → Cr3+ + 3e nên nhường 0,3 mol electron. S+6 + 2e → S+4 nên n(SO2) = 0,3 : 2 = 0,15 mol. V = 0,15 × 22,4 = 3,36 lít.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là Cr2(SO4)3 khi dùng axit loãng. Đúng phải là CrSO4.
- Quên điều kiện “không có không khí” nên khi tính toán không biết Cr2+ bị oxi hoá tiếp.
- Cho rằng Cr phản ứng với H2SO4 đặc nguội. Thực tế Cr bị thụ động hoá.
- Nhầm với phản ứng của Cr với khí Cl2: 2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3 (đun nóng), vì Cl2 là chất oxi hoá mạnh nên Cr lên +3.
Câu hỏi thường gặp
Cr tác dụng với H2SO4 loãng tạo muối gì?
Tạo muối crom(II) sunfat CrSO4 và khí H2. Dung dịch có màu xanh lam đặc trưng của ion Cr2+.
Vì sao Cr không tạo Cr2(SO4)3 khi tác dụng với H2SO4 loãng?
Vì chất oxi hoá là ion H+, chỉ đủ mạnh để oxi hoá Cr lên +2. Muốn lên +3 cần chất oxi hoá mạnh hơn như Cl2, O2 hoặc H2SO4 đặc, nóng.
Cr có tan trong H2SO4 đặc nguội không?
Không. Crom bị thụ động hoá trong H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội nên không phản ứng.
Để dung dịch CrSO4 ngoài không khí thì có hiện tượng gì?
Cr2+ bị oxi trong không khí oxi hoá thành Cr3+, màu dung dịch chuyển từ xanh lam sang xanh lục.