Сборник основных формул по химии для ВУЗов

Хром представляет собой ковкий тягучий металл серо-стального цвета. Электронная формула атома хрома 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹.

Характерные степени окисления хрома, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

Получение и свойства хрома

FeO • Cr₂O₃ + 4CO →t→ Fe + 2Cr + 4CO₂ (Fe + 2Cr) – феррохром

Сr₂O₃ + 2Al →t→ 2Сr + Al₂O₃ – метод алюминотермии

Хром пассивируется на холоду концентрированными азотной и серной кислотами.

Сr + 2HCl = СrCl₂ + Н₂

СrCl₂ + 2NaOH = Cr(OH)₂↓ + 2NaCl

Свойства соединений хрома (+2) и хрома (+3)

Гидроксид хрома(II) сразу окисляется кислородом воздуха.

4Сr(OH)₂ + O₂ + 2Н₂O = 4Сr(OH)₃

СrCl₃ + 3NaOH = Cr(OH)₃↓ + 3NaCl

Cr(OH)₃↓ + 3Na(OH) = Na₃[Cr(OH)₆]

Cr₂O₃ + 2NaOH →t→ 2NaCrO₂ + H₂O

Cr(OH)₃↓ + 3HCl = CrCl₃ + 3H₂O

2Cr(OH)₃ →t→ Cr₂O₃ + 3H₂O

2CrCl₃ + 3Cl₂ + 16KOH = 2K₂CrO₄ + 12KCl + 8H₂O

2Na₃Cr(OH)₆ + 3Br₂ + 4NaOH = 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 8H₂O

Свойства соединений хрома (+6)

CrO₃ + Н₂O = H₂CrO₄

2CrO₃ + H₂O = H₂Cr₂O₇

Желтый раствор хромата калия устойчив в щелочной среде, оранжевый раствор дихромата калия – в кислой среде.

К₂Сr₂O₇ + 2KOH = 2К₂СrO₄ + Н₂O

2K₂CrO₄ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + K₂Cr₂O₇ + Н₂O

(NH₄)₂Cr₂O₇ →t→ Cr₂O₃ + N₂ + 4Н₂O

Дихромат калия – окислитель в кислой среде.

К₂Сr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3Na₂SO₃ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 4H₂O

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3NaNO₂ = Cr₂(SO₄)₃ + 3NaNO₃ + K₂SO₄ + 4H₂O

K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ + 6KI = Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ + 6FeSO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

9.2. Марганец и его соединения

Марганец – серебристо-белый твердый и хрупкий металл. Характерные степени окисления марганца, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

Получение и свойства марганца

FeO • Mn₂O₃ + 4CO →t→ Fe + 2Mn + 4CO₂ (Fe + 2Mn) – ферромарганец

Mn₂O₃ + 2Al →t→ 2Mn + Al₂O₃ – метод алюминотермии

Mn + 2HCl = MnCl₂ + Н₂

Mn + 2H₂SO₄ (конц.) = MnSO₄ + SO₂ + 2Н₂O

ЗMn + 8HNO₃ (разб.) = 3Mn(NO₃)₂ + 2NO + 4Н₂O

Свойства соединений марганца (+2)

MnSO₄ + 2NaOH = Mn(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Mn(OH)₂↓ + 2NaOH ≠

Mn(OH)₂↓ + H₂SO₄ = MnSO₄ + 2H₂O

2Mn(OH)₂↓ + O₂ = MnO₂↓ + 2H₂O

Mn(OH)₂↓ + 2NaOH + Br₂ = MnO₂↓ + 2NaBr + 2H₂O

Mn(OH)₂↓ →t→ MnO + H₂O↑

2Mn(NO₃)₂ + 16HNO₃ + 5NaBiO₃ = 2HMnO₄ + 5Bi(NO₃)₃ + 5NaNO₃ + 7H₂O

3MnCl₂ + 2KClO₃ + 12NaOH →сплавление→ 3Na₂MnO₄ + 2KCl + 6NaCl + 6H₂O

Свойства соединений марганца (+4)

MnO₂ – устойчивый амфотерный оксид, сильный окислитель.

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2Н₂O

3MnO₂ + KClO₃ + 6KOH →сплавление→ 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O↑

Свойства соединений марганца (+6)

Соединения устойчивы лишь в сильнощелочной среде.

К₂MnO₄ + 8HCl = MnCl₂ + 2Cl₂ + 2KCl + 4Н₂O

Свойства соединений марганца (+7)

Сильные окислители в кислой среде.

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5Na₂SO₃ = 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

2KMnO₄ + H₂O + 3Na₂SO₃ = 2MnO₂ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

2KMnO₄ + 2KOH + Na₂SO₃ = 2K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

2KMnO₄ + 8H₂SO₄ + 10FeSO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O

2KMnO₄ + 8H₂SO₄ + 10KI = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5NaNO₂ = 2MnSO₄ + 5NaNO₃ + K₂SO₄ + 3H₂O

2KMnO₄ →t→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

9.3. Железо и его соединения

Железо является вторым после алюминия металлом по распространенности в природе. Характерные степени окисления железа, электронные формулы соответствующих ионов, химические свойства и примеры соединений приведены в таблице.

Соединения железа (+8) малохарактерны.

Получение и свойства железа

3Fe₂O₃ + CO →t→ 2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₃O₄ + CO →t→ 3FeO + CO₂

FeO + CO →t→ Fe + CO₂

3Fe₃O₄ + 8Al →t→ 9Fe + 4Al₂O₃

Fe + I₂ →t→ FeI₂

2Fe + ЗCl₂ →t→ 2FeCl₃

4Fe + 3O₂ + 2Н₂O = 4FeO(OH)↓ (коррозия на воздухе)

Fe + 2HCl = FeCl₂ + Н₂

Fe + H₂SO₄ (разб.) = FeSO₄ + H₂

Fe + 4HNO₃ (разб.) = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо на холоду. При нагревании реакция идет.

2Fe + 6H₂SO₄(конц.) →t→ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6Н₂O

Fe + 6НNO₃(конц.) →t→ Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Свойства соединений железа (+2)

FeO + Н₂O ≠

FeO + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂O

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Гидроксид железа(II) сразу окисляется кислородом воздуха.

4Fe(OH)₂↓ + 2Н₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃↓

Fe(OH)₂↓ + H₂SO₄ = FeSO₄ + 2Н₂O

Fe(OH)₂↓ + 2NaOH *

FeSO₄ + 6KCN = K₄[Fe(CN)₆] + K₂SO₄

FeSO₄ + K₃[Fe(CN)₆] = KFe[Fe(CN)₆]↓ + K₂SO₄

Свойства соединений железа (+3)

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

Fe(OH)₃↓ + 3HCl = FeCl₃ + 3H₂O

Fe(OH)₃↓ + NaOH ≠ не идет в разбавленном растворе

Fe(OH)₃↓ + NaOH →сплавление→ NaFeO₂ + 2H₂O

FeCl₃ + 2HI = 2FeCl₂ + I₂ + 2HCl