Заняття елективного курсу - хром та його сполуки

Мета: поглибити знання учнів по темі заняття.

дати характеристику хрому як простого речовини;
познайомити учнів з сполуками хрому різного ступеня окислення;
показати залежність властивостей сполук від ступеня окислення;
показати окисно - відновні властивості сполук хрому;
продовжити формування вмінь учнів записувати рівняння хімічних реакцій в молекулярному та іонному вигляді, складати електронний баланс;
продовжити формування вмінь спостерігати хімічний експеримент.

Форма заняття: лекція з елементами самостійної роботи учнів і наглядом за хімічним експериментом.

I. Повторення матеріалу попереднього заняття.

1. Відповісти на питання і виконати завдання:

- Які елементи належать до підгрупи хрому?

- Написати електронні формули атомів

- До якого типу елементів відносяться?

- Які ступені окиснення проявляють в з'єднаннях?

- Як змінюється радіус атомів і енергія іонізації від хрому до вольфраму?

Можна запропонувати заповнити учням заповнити таблицю, використовуючи табличні величини радіусів атомів, енергії іонізації і зробити висновки.

2. Заслухати повідомлення учня по темі «Елементи підгрупи хрому в природі, одержання і застосування».

Хром.
Сполуки хрому. (2)

Оксид хрому; (2)
Гідроксид хрому. (2)

Сполуки хрому. (3)

Оксид хрому; (3)
Гідроксид хрому. (3)

Сполуки хрому (6)

Оксид хрому; (6)
Хромова і дихромовая кислоти.

Залежність властивостей сполук хрому від ступеня окислення.
Окислювально - відновні властивості сполук хрому.

Хром - це білий з блакитним відливом блискучий метал, дуже твердий (щільність 7, 2 г / см 3), температура плавлення 1890 # 730; С.

Хімічні властивості: хром при звичайних умовах неактивний метал. Це пояснюється тим, що його поверхня покрита оксидною плівкою (Сr2 О3). При нагріванні оксидна плівка руйнується, і хром реагує з простими речовинами при високій температурі:

Завдання: скласти рівняння реакцій хрому з азотом, фосфором, вуглецем і кремнієм; до одного з рівнянь скласти електронний баланс, вказати окислювач і відновник.

Взаємодія хрому зі складними речовинами:

При дуже високій температурі хром реагує з водою:

Завдання: скласти електронний баланс, вказати окислювач і відновник.

Хром реагує з розведеною сірчаної та соляної кислотами:

Завдання: скласти електронний баланс, вказати окислювач і відновник.

Концентровані сірчана соляна і азотна кислоти пасивують хром.

2. Сполуки хрому. (2)

1. Оксид хрому (2) - СrО - тверде яскраво - червоне речовина, типовий основний оксид (йому відповідає гідроксид хрому (2) - Сr (ОН) 2), не розчиняється у воді, але розчиняється в кислотах:

Завдання: скласти рівняння реакції в молекулярному та іонному вигляді взаємодії оксиду хрому (2) з сірчаною кислотою.

Оксид хрому (2) легко окислюється на повітрі:

Завдання: скласти електронний баланс, вказати окислювач і відновник.

Оксид хрому (2) утворюється при окисленні амальгами хрому киснем повітря:

2Сr (амальгама) + О2 = 2СrО

2. Гідроксид хрому (2) - Сr (ОН) 2 - речовина жовтого кольору, погано розчиняється у воді, з яскраво вираженим основним характером, тому взаємодіє з кислотами:

Завдання: скласти рівняння реакцій в молекулярному та іонному вигляді взаємодії оксиду хрому (2) з соляною кислотою.

Як і оксид хрому (2), гідроксид хрому (2) окислюється:

Завдання: скласти електронний баланс, вказати окислювач і відновник.

Отримати гідроксид хрому (2) можна при дії лугів на солі хрому (2):

Завдання: скласти іонні рівняння.

3. Сполуки хрому. (3)

1. Оксид хрому (3) - Сr2 О3 - порошок темно - зеленого кольору, не розчиняється у воді, тугоплавкий, по твердості близький до корунду (йому відповідає гідроксид хрому (3) - Сr (ОН) 3). Оксид хрому (3) має амфотерні властивості, однак в кислотах і лугах розчиняється погано. Реакції з лугами йдуть при сплаву:

Завдання: скласти рівняння реакції в молекулярному та іонному вигляді взаємодії оксиду хрому (3) з гідроксидом літію.

З концентрованими розчинами кислот і лугів взаємодіє з працею:

Завдання: скласти рівняння реакцій в молекулярному та іонному вигляді взаємодії оксиду хрому (3) з конценрірованной сірчаною кислотою і концентрованим розчином гідроксиду натрію.

Оксид хрому (3) може бути отриманий при розкладанні дихромата амонію:

2. Гідроксид хрому (3) Сr (ОН) 3 отримують при дії лугів на на розчини солей хрому (3):

Завдання: скласти іонні рівняння

Гідроксид хрому (3) являє собою осад сіро - зеленого кольору, при отриманні якого, луг треба брати в нестачі. Отриманий таким чином гідроксид хрому (3), на відміну від відповідного оксиду легко взаємодіє з кислотами і лугами, тобто проявляє амфотерні властивості:

Завдання: скласти рівняння реакцій в молекулярному та іонному вигляді взаємодії гідроксиду хрому (3) з соляною кислотою і гідроксидом натрію.

При сплаві Сr (ОН) 3 з лугами виходять метахроміти і ортохроміти:

4. Сполуки хрому. (6)

1. Оксид хрому (6) - СrО3 - темно - червоне кристалічна речовина, добре розчиняється у воді - типовий кислотний оксид. Цому оксиду відповідає дві кислоти:

СrО3 + Н2 О = Н2 СrО4 (хромова кислота - утворюється при надлишку води)
СrО3 + Н2 О = Н2 Сr2 О7 (дихромовая кислота - утворюється при великій концентрації оксиду хрому (3)).

Оксид хрому (6) - дуже сильний окислювач, тому енергійно взаємодіє з органічними речовинами:

Окисляє також йод, сірку, фосфор, вугілля:

Завдання: скласти рівняння хімічних реакцій оксиду хрому (6) з йодом, фосфором, вугіллям; до одного з рівнянь скласти електронний баланс, вказати окислювач і відновник

При нагріванні до 250 0 С оксид хрому (6) розкладається:

Оксид хрому (6) можна отримати при дії концентрованої сірчаної кислоти на тверді хромати і дихромати:

2. Хромова і дихромовая кислоти.

Хромова і дихромовая кислоти існують тільки у водних розчинах, утворюють стійкі солі, відповідно хромати і дихромати. Хромати і їх розчини мають жовте забарвлення, дихромати - помаранчеву.

Хромат - іони СrО4 2- і дихромат - іони Сr 2О7 2 легко переходять один в одного при зміні середовища розчинів

У кислому середовищі розчину хромати переходять в дихромати:

У лужному середовищі дихромати переходять в хромати:

При розведенні дихромовая кислота переходить в хромовую кислоту:

5. Залежність властивостей сполук хрому від ступеня окислення.

6. Окисно - відновні властивості сполук хрому.

Реакції в кислотному середовищі.

У кислотному середовищі з'єднання Сr +6 переходять в з'єднання Сr +3 під дією відновників: H2 S, SO2. FeSO4

1. Зрівняти рівняння реакції методом електронного балансу, вказати окислювач і відновник:

2. Дописати продукти реакції, зрівняти рівняння методом електронного балансу, вказати окислювач і відновник:

Реакції в лужному середовищі.

У лужному середовищі з'єднання хрому Сr +3 переходять в з'єднання Сr +6 під дією окислювачів: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

Зрівняти рівняння реакції методом електронного балансу, вказати окислювач і відновник:

Дописати продукти реакції, зрівняти рівняння методом електронного балансу, вказати окислювач і відновник:

Таким чином, окисні властивості послідовно посилюються зі зміною ступенів окислення в ряду: Cr +2 → Сr +3 → Сr +6. Сполуки хрому (2) - сильні відновники, легко окислюються, перетворюючись в з'єднання хрому (3). Сполуки хрому (6) - сильні окислювачі, легко відновлюються в сполуки хрому (3). Сполуки хрому (3) при взаємодії з сильними відновниками проявляють окисні властивості, переходячи в сполуки хрому (2), а при взаємодії з сильними окислювачами проявляють відновні властивості, перетворюючись в Сполучених хрому (6)

До методики проведення лекції:

Для активізації пізнавальної діяльності учнів і підтримки інтересу, доцільно в ході лекції проводити демонстраційний експеримент. Залежно від можливостей навчальної лабораторії можна демонструвати учням наступні досліди:

отриманні оксиду хрому (2) і гідроксиду хрому (2), доказ їх основних властивостей;
отримання оксиду хрому (3) і гідроксиду хрому (3), доказ їх амфотерних властивостей;
отримання оксиду хрому (6) і розчинення його у воді (отримання хромової і дихромової кислот);
перехід хроматів в дихромати, дихроматів в хромати.

Завдання самостійної роботи можна диференціювати з урахуванням реальних навчальних можливостей учнів.
Завершити лекцію можна виконанням наступних завдань: напишіть рівняння хімічних реакцій за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

Cr → CrCl2 → Cr (OH) 2 → Cr (OH) 3 → Cr (NO3) 3 → Cr2 O3 → Cr
Cr → Cr (NO3) 3 → Cr (OH) 3 → K3 [Cr (OH) 6] → Cr (OH) 3 → CrCl3
Cr2 (SO4) 3 → Cr (OH) 3 → CrCl3

.III. Домашнє завдання: доопрацювати лекцію (дописати рівняння хімічних реакцій)