Giáo án Hóa học Lớp 12 nâng cao - Tiết 60+61

Ngày soạn 4/2/2009 Tiết 60 Bài 38. crôm I. Mục tiêu bài học. 1. Kiến thức - Biết cấu hình electron nguyên tử và vị trí của nguyên tố crôm trong bảng tuần hoàn. - Hiểu được tính chất vật lí, hoá học của đơn chất crôm. - Biết được sự hình thành các trạng thái oxihoá của crôm. - Hiểu được phương pháp sản xuất crôm. 2. Kĩ năng - Vận dụng đạc điểm cấu tạo nguyên tử và cấu tạo đơn chất để giải thích những tính chất lí, hoá học đặc biệt của crôm. - Rèn luyện kĩ năng học tập theo phương pháp nghiên cứu, tư duy logic. II. Chuẩn bị của thầy và trò. - Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, một số vật mạ crôm. - Ôn lại cách viết cấu hình electron nguyên tử. Iii. Phương pháp giảng dạy. Đàm thoại, gợi mở, nêu vấn đề Iv. tiến trình bài dạy. Hoạt động của giáo viên hoạt động của học sinh Hoạt động 1 GV: Treo bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học lên bảng yêu cầu HS xác định vị trí của crom ? GV: Từ Z = 24 hãy viết cấu hình electron của crom? Biểu diễn electron vào obitan nguyên tử? Nhận xét số lớp electron, số electron độc thân? GV: Crom có bao nhiêu electron hoá trị? Có thể có các số oxihoá nào? Hoạt động 2 GV: Hãy nêu các tính chất vật lí của crom? Dựa vào cấu trúc mạng tinh thể hãy giải thích các tính chất vật lí của crom? Hoạt động 3 GV: Vì sao ở nhiệt độ thường crom kém hoạt động hoá học? GV: Hoàn thành các PTPƯ trên và xác định vai trò của crom trong các phản ứng đó? GV: Vì sao thế điện cực chuẩn của crom nhỏ hơn nước nhưng crom lại không tác dụng với nước? GV: Viết các PTPƯ dưới dạng phân tử và ion rút gọn? Hoạt động 4 GV: Cho HS xem một số đồ mạ crom. Từ đó nêu các ứng dụng của crom? Hoạt động 5 GV: Nêu trạng thái tự nhiên của crom? Nêu nguyên liệu và phương pháp sản xuất crom? i. vị trí và cấu tạo 1. Vị trí của crôm trong bảng tuần hoàn. Crôm thuộc chu kì 4, nhóm VIB, số hiệu nguyên tử là 24, là kim loại chuyển tiếp. 2. Cấu tạo của crôm. - Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d54s1 Hoặc [Ar] 3d54s1 3d5 4s1 - Crôm là nguyên tố d, có 6 electron độc thân có 6 electron hoá trị Có số oxihoá biến đổi từ +1 đén +6, trong đó phổ biến là các số oxihoá +2, +3, +6. - ở nhiệt độ thường, đơn chất crôm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối. ii. tính chất vật lí. - Crôm có màu trắng ánh bạc - Cứng nhất trong số các kim loại, rạch được thuỷ tinh. - Khó nóng chảy. - Là kim loại nặng D = 7,2 g/cm3. Do có cấu trúc mạng tinh thể bền vững nên crom cứng, có khối lượng riêng lớn; liên kết kim loại bền, mạng tinh thể khó bị phá vỡ nên nhiệt độ nóng cháy cao. Iii . tính chất hoá học 1. Tác dụng với phi kim. Crôm ở nhiệt độ thường tạo ra màng Cr2O3 mỏng mịn, đặc chắc và bền vững nên kém hoạt động hoá học. - ở nhiệt độ cao khử được nhiều phi kim. 2. Tác dụng với nước Do được một màng oxít Cr2O3 bảo vệ nên crôm không tác dụng với nước, mặc dù có thế điện cực chuẩn nhỏ 3. Tác dụng với axit. Trong dung dịch HCl, H2SO4 loãng, nóng Crom thụ động hoá với HNO3 và H2SO4 đặc nguội iv. ứng dụng - Chế tạo thép đặc biệt: Thép crôm cứng, bền, chịu mài mòn, chịu nhiệt cao. Thép inoc: chứa 18 % Cr - Mạ màng mỏng lên kim loại khác, vừa chống ăn mòn vừa tạo vẻ đẹp bên ngoài cho đồ vật. v. sản xuất - Trong tự nhiên, crôm khá phổ biến, không tồn tại dạng đơn chất. Phổ biến nhất là quặng Cromit FeO.Cr2O3, thường có lẫn Al2O3 và SiO2. - Từ quặng cromit tách Cr2O3 ra, dùng phương pháp nhiệt nhôm để điều chế crom. Cr2O3 +2Al 2Cr + Al2O3 Crom điều chế được có độ tinh khiết từ 97 – 99% tạp chất chủ yếu là: Al, Fe, Si. v. Củng cố - Dùng bài 2 SGK để củng cố kiến thức bài học - Hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo khoa. - Bài tập về nhà SGK & SBT HH NC 12. Ngày soạn 4/2/2009 Tiết 61 Bài 39. một số hợp chất của crôm I. Mục tiêu bài học. I. Mục tiêu của bài học - Biết tính chất hoá học đặc trưng của các hợp chất crom (II), crom (III), crom (VI). - Biết được ứng dụng quan trọng của một số hợp chất của crom 2. Kỹ năng - Tiếp tục rèn luyện kĩ năng viết PTHH, đặ biệt là phản ứng oxi hoá-khử. II. Chuẩn bị của thầy và trò. - Một số hợp chất: Bột crom (III) oxit, Dung dịch muối CrCl3, K2Cr2 O7, NaOH, HCl - Dụng cụ: ống nghiệm, giá ống nghiệm, kẹp gỗ. Iii. Phương pháp giảng dạy. Đàm thoại, gợi mở, nêu vấn đề Iv. tiến trình bài dạy. 1. Bài cũ: Vì sao ở nhiệt độ thường crom kém hoạt động hoá học? Nêu tính chất hoá học của crôm? Cho ví dụ minh hoạ 2. Bài mới: Hoạt động của giáo viên hoạt động của học sinh Hoạt động 1 GV: Hãy cho biết : - Có những loại hợp chất của crom (II) nào? - Tính chất hoá học chủ yếu hợp chất này là gì? - Viết PTHH minh hoạ tính chất hoá học đã nêu Hoạt động 2 GV: Làm thí nghiệm : + Cho HS quan sát bột crom (III) oxit để nhận xét mầu sắc. + Cr2 O3 tác dụng dung dịch HCl + Cr2 O3 tác dụng dd NaOH đặc. HS nêu hiện tượng, giải thích. Viết các PTHH và rút ra nhận xét. Chú ý: Cr2O3 lưỡng tính nhưng không tan trong dung dịch axit loãng và kiềm loãng. Vì vậy GV nên làm thử trươc để tìm được nồng độ dung dịch axit và kiềm thích hợp GV: Dựa vào sự oxi hoá và thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hoá -khử của crom, hãy dự đoán tính chất hoá học hợp chất muối crom (III)? GV: Hãy nêu các ứng dụng của phèn crom-kali ? Hoạt động 3 GV: Hãy cho biết tính chất hoá học của CrO3 so sánh với SO3? Viết các PTPƯ minh hoạ. Hoạt động 4 GV: HS quan sát tinh thể đicromat, dung dịch K2Cr2O7. - GV bổ sung: + Người ta sử dụng các hợp chất cromat hay đicromat làm chất oxi hoá như làm thuốc đầu diêm, thuộc da, điều chế một số hợp chất khác của crom... + Các ion cromat và đicromat rất độc, vì vậy cần hết sức cẩn thận khi làm việc với các hoá chất này. Dung dịch thừa phải đổ vào nơi quy định, tránh gây ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt. I. Hợp chất của crom (II) 1. Crom (II) oxit: CrO - CrO là một oxit bazơ và có tính khử. CrO + 2 HCl đ CrCl2 + H2O 2CrO + 1/2 O2 đ Cr2O3 2. Crom (II) hiđroxit: Cr(OH)2 - Là chất rắn, màu vàng. CrCl2 + 2 NaOH đ Cr(OH)2 + 2 NaCl - Có tính bazơ, có tính khử. Cr(OH)2 + 2 HCl đ CrCl2 + 2 H2O. 4 Cr(OH)2 + O2 + 2 H2Ođ 4 Cr(OH)3 3. Muối crom (II) Có tính khử mạnh 2CrCl2 + Cl2 đ 2 CrCl3 II. Hợp chất của crom (III) 1. Crom (III) oxit: Cr2 O3 - Cr2 O3 là chất rắn màu lục, không tan trong nước, là oxit lưỡng tính, tan được trong axit, tan được trong kiềm đặc. Cr2O3 + 6HCl đ 2CrCl3 + 3H2O Cr2O3 + 2NaOH +3H2O đ 2Na[Cr(OH)4] 2. Crom (III) hiđroxit: Cr(OH)3 - Là một kết tủa keo, màu lục, là hiđroxit lưỡng tính, tan được trong dung dịch axit, tan được trong dung dịch kiềm. Cr(OH)3 + 3HCl đ CrCl3 + 3H2O Cr(OH)3 + NaOH đ Na[Cr(OH)4] Natri cromit 3. Muối crom (III) - Muối Crom (III) có tính oxi hoá và tính khử. - Phèn crom – kali: K2SO4.Cr2(SO4)3.24H2O có màu xanh tím, được dùng để thuộc da, làm chất cầm màu trong ngành nhuộm vải. III. Hợp chất Crom (VI) 1. Crom (VI) oxit: CrO3 - CrO3 là chất rắn, màu đỏ thẫm, có tính oxihoá mạnh. S, P, C, NH3, C2H5OH... bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3 2 CrO3 + 2 NH3 đ Cr2O3 + N2 + 3 H2O 4 CrO3 + 3S đ 2Cr2O3 + 3SO2 4 CrO3 + 3C đ 2Cr2O3 + 3CO2 - CrO3 là oxit axit CrO3 + H2O đ H2CrO4 2 CrO3 + H2O đ H2Cr2O7 dung dịch hỗn hợp hai axit H2CrO4, H2Cr2O7. Nếu tách ra khỏi dung dịch thì H2CrO4, H2Cr2O7 không bên dễ bị phân huỷ thành CrO3. 2. Muối cromat và đicromat - Hợp chất cromat và đicromat đều là chất oxi hoá mạnh, đặc biệt là trong môi trường axit. Khi đó Cr (VI) chuyển đến Cr (III). K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2SO4 Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O K2Cr2O7 + 6 KI + 7 H2SO4 Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 3I2+ 7H2O K2Cr2O7 + H2SO4 + 3SO2 đ Cr2(SO4)2 + K2SO4 + H2O Cr2O72- + H2O 2 CrO42- + 2 H+ (da cam) (vàng) v. Củng cố - Viết các PTHH thực hiện dãy chuyển đổi hoá học sau: Cr đ CrCl2đ Cr(OH)2 đ Cr(OH)3 đ CrCl3 NaCrO2 đ NaCrO4 đNaCrO7đ Cr2(SO4)3 - Hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo khoa. - Bài tập về nhà SGK & SBT HH NC 12. IV. Hướng dẫn giải bài tập SGK 1. Dựa vào kết luận và các phản ứng hoá học trong SGK để hoàn thành bài tập. 2. Viết PTHH a) K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 đ Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O + 3S b) K2Cr2O7 + 14HCl đ 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl + 7H2O c) K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 đ Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O + 3Fe2(SO4)3 Trong các phản ứng trên, K2Cr2O7 là chất oxi hoá, còn H2S, HCl, FeSO4 là chất khử, H2SO4 và HCl là môi trường. 3. Phản ứng trên là phản ứng oxi hoá - khử nội phân tử. PTHH: (NH4)2Cr2O7 đ N2 + Cr2O3 + 4H2O 4. PTHH dạng phân tử: K2Cr2O7 + 3Na2S + 7H2SO4 đ Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Na2SO4 + 7H2O + 3S PTHH dạng ion: Cr2O72- + 3S + 14H+ đ 2Cr3+ + 3S + 7H2O 5. PTHH: 2CrCl3 + 3Cl2 + 16NaOH đ 2Na2CrO4 + 12NaCl + 8H2O CrCl3 là chất khử vì số oxi hoá của crom trong hợp chất mày tămg từ +3 lên +6 trong hợp chất Na2CrO4. Cl2 là chất oxi hoá vì số oxi hoá của clo giảm từ 0 đến -1.