Hoá học 12 Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch

- Dung dịch chứa ion + Thuốc thử:

+ Chất kết tủa

+ Sản phẩm có màu

+ Chất khí khó tan sủi bọt

+ Chất khí bay khỏi dung dịch

a. Bảng nhận biết

- Na⁺: Thử màu ngọn lửa → Ngọn lửa có màu vàng tươi

- NH₄⁺: Dung dịch kiềm → Tạo khí NH3 có mùi khai

- Ba²⁺ : Dung dịch H₂SO₄ dư → Kết tủa màu trắng

- Al³⁺: Dung dịch kiềm hoặc NH₃ → Kết tủa keo trắng tan trong OH^- dư

- Fe³⁺ : Dung dịch kiềm → Kết tủa nâu đỏ

- Fe²⁺ : Dung dịch kiềm → Kết tủa trắng xanh → đỏ nâu

- Cu²⁺ : Dung dịch kiềm → Kết tủa xanh

b. Màu sắc của một số kết tủa

a. Bảng nhận biết

- NO₃^-: Dung dịch Cu/H⁺ → Dd có màu xanh, khí thoát ra hóa nâu trong không khí.

- SO₄^2-: Dung dịch Ba²⁺/H⁺ dư → Kết tủa  trắng

- Cl^-: Dung dịch AgNO₃ → Kết tủa  trắng

- CO₃^2- : Dd axit mạnh/ Ca(OH)₂ → Kết tủa  trắng

Dạng này có thể dùng nhiều thuốc thử khác nhau để nhận biêt, miễn sao hợp lí.

Bài 1: Cho ba dung dịch đựng trong ba lọ riêng biệt: CuSO₄, Cr₂(SO₄)₃ và FeSO₄. Thuốc thử nào sau đây có thể phân biệt được cả ba lọ hóa chất trên?

A. HCl        

B. H₂SO₄        

C.NaOH        

D. Ba(OH)₂

Hướng dẫn giải

Trích mẩu thử cho mỗi lần thí nghiệm. Cho dung dịch NaOH lần lượt vào các mẩu thử.

- Mẩu thử tạo kết tủa màu xanh là CuSO₄.

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

- Mẩu thử tạo kết tủa trắng xanh, sau đó hóa nâu đỏ là FeSO₄.

FeSO₄ + 2NaOH →Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

- Mẩu thử tạo kết tủa xanh rêu, sau đó tan trong kiềm dư là Cr₂(SO₄)₃.

Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄

Cr(OH)₃ + NaOH → Na[Cr(OH)₄]

Dạng này chỉ được dùng những thuốc thử mà đề cho hay đề yêu cầu, dùng quá là sai. Để giải dạng toán này ta có một số điểm lưu ý sau:

- Có thể dùng chất đã nhận biết trở lại làm thuốc thử.

- Trong dung dịch các muối nhận biết có các ion Al³⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, NH⁴⁺ ta dùng kiềm.

- Trong các dung dịch nhận biết vừa có môi trường axit vừa có môi trường bazơ, ta dùng quỳ tím.

- Các dung dịch nhận biết có dung dịch muối HCO₃^-, HSO₃^- ta đun nóng nhẹ dung dịch để nhận biết thông qua hiện tượng có khí bay ra.

2HCO₃^- → H₂O + CO₃^2- + CO₂

Bài 1: Cho 5 lọ mất nhãn đựng các dung dịch : KNO₃, Cu(NO₃)₂, FeCl₃ và NH₄Cl. Chỉ sử dụng duy nhất một thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch trên

Hướng dẫn giải

Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm. cho dung dịch NaOH lần lượt vào các mẫu thử.

Mẫu thử tạo kết tủa xanh là Cu(NO₃)₂

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaNO₃

Mẫu thử tạo kết tủa nâu đỏ là FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

Mẫu thử tạo kết tủa keo trắng tan trong kiềm dư là AlCl₃

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

Mẫu thử có khí mùi khai bay ra là NH₄Cl

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

Dạng này không được dùng bất cứ một thuốc thử nào, có dùng là sai.

Để giải dạng toán này ta lưu ý một số điểm sau:

- Trong các dung dịch muối nhận biết có muối HCO₃^-, HSO₃^- ta đun nóng các mẫu dung dịch muối này, thông qua hiện tượng khí bay ra hay kết tủa để nhận biết, rồi dùng nó trở lại làm thuốc thử.

2NaHCO₃ −^tº→ Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Ca(HCO₃)₂ −^tº→ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

- Nguyên tắc chung để giải dạng toán này là cho các chất tác dụng lẫn nhau từng dôi một rồi lập bảng quan sát hiện tượng để kết luận (Quy tắc này gọi là quy tắc bóng đá vòng tròn).

Bài 1: Có 5 bình mất nhãn đựng 5 dung dịch sau: HCl, H₂SO₄, BaCl₂, Na₂SO₄, Ca(HCO₃)₂. Hãy nhận biết hình nào đựng dung dịch gì? (mà không dùng bất cứ thuốc thử nào)?

Hướng dẫn giải

Đun nhẹ 5 mẫu dung dịch trong 5 ống nghiệm, mẫu nào có sủi bọt khí và có kết tủa là Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Dùng dung dịch Ca(HCO₃)₂ vừa nhận biết trở lại làm thuốc thử tác dụng với 4 mẫu dung dịch còn lại

Mẫu nào có khí bay ra không có kết tủa là HCl

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

Mẫu nào vừa có khí vừa có kết tủa là H₂SO₄

Ca(HCO₃)₂ + 2H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂

Mẫu nào chỉ có kết tủa không có khí là Na₂CO₃

Ca(HCO₃)₂ + 2Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaHCO₃

Mẫu nào không có hiện tượng gì là BaCl₂

Nguyên tắc để giải dạng toán này cũng như trên, chỉ lưu ý rằng là khi nhận biết được chất nào thường loại nó ra khỏi hỗn hợp và nhận biết đến cùng.

Lưu ý: Với dạng bài tách chất

- Có hỗn hợp nhiều chất trộn lẫn với nhau, dùng phản ứng hóa học kết hợp với sự tách, chiết, đun sôi, cô cạn để tách một chất ra khỏi hỗn hợp hay tách các chất ra khỏi nhau.

- Dạng toán này chỉ cần tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp, loại bỏ các chất khác, ta có một trong hai cách giải sau:

Cách 1: Dùng hóa chất phản ứng tác dụng lên các chất cần loại bỏ, còn chất cần tách riêng không tác dụng sau phản ứng được tách ra dễ dàng.

Cách 2: Dùng hóa chất tác dụng với chất cần muốn tách riêng tạo ra sản phẩm mới. sản phẩm dễ tách khỏi hỗn hợp và dễ tái tạo lại chất đầu.

Bài 1: Một loại muối ăn bị lẫn các tạp chất là Na₂SO₄, NaBr, MgCl₂, CaCl₂ và CaSO₄. Hãy trình bày phương pháp hóa học để thu được NaCl tinh khiết.

Hướng dẫn giải

Hòa tan vào nước, thêm BaCl₂ dư để loại muối SO₄^2-

Lọc bỏ kết tủa, lấy nước lọc cho thêm Na₂CO₃ dư để loại hết các cation Ca²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺.

Lọc bỏ kết tủa, lấy nước lọc sục Cl₂ dư vào để loại anion Br^-

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Vì chỉ có một lượng nhỏ Cl₂ tác dụng với nước , do đó phải cho thêm dung dịch HCl dư để loại hết CO₃^2-.

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

Cô cạn dung dịch được NaCl tinh khiết.

Câu 1: Có các dung dịch không màu đựng trong các lọ riêng biệt, không dán nhãn: ZnSO4, Cu(NO₃)₂, Al(NO₃)₃. Để phân biệt các dung dịch trên có thể dùng thuốc thử nào? Nêu các hiện tượng diễn ra.

Câu 2: Trình bày cách nhận biết các dung dịch trong suốt, trong lọ mất nhãn sau: HCl, HNO₃, H₂SO₄ bằng phương pháp hóa học?

Câu 3: Dùng dung dịch Ba(OH)₂ để phân biệt 6 dung dịch NaNO3, Fe(NO₃)₃, Al(NO₃)₃, Mg(NO₃)₂, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄ sau thì hiện tượng diễn ra là gì?

Câu 4: Có 5 dung dịch mất nhãn: Na₂S, BaCl₂, AlCl₃, MgCl₂, Na₂CO₃. Nếu không dùng thêm thuốc thử thì có thể nhận biết được tối đa số dung dịch là?

Câu 5: Trong nước tự nhiên thường có lẫn những lượng nhỏ các muối Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂, Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂. Có thể dùng một hóa chất nào sau đây để loại được tất cả các muối trên?

Câu 1: Cần thêm bao nhiêu ml dung dịch NaOH 0,25M vào 50ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,1M và H₂SO₄ 0,05M để thu được dung dịch có pH = 2?

A. 35,5ml     

B. 36,5ml

C. 37,5ml     

D.38,5ml

Câu 2: Chuẩn độ 20ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,1M + HNO₃ aM cần dùng 16,5ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,05M. Giá trị của a là?

A.0,07     

B. 0,08

C.0,065     

D.0,068

Câu 3: Để tách riêng các ion Fe³⁺, Al³⁺, Cu²⁺ ra khỏi hỗn hợp thì có thể dùng các hóa chất nào sau đây?

A. Các dung dịch KOH, NH₃, H₂SO₄

B. Các dung dịch NH₃, H₂SO₄, HCl

C. Các dung dịch H₂SO₄, KOH, BaCl₂

D. Các dung dịch H₂SO₄, NH₃, HNO₃

Câu 4: Có 3 lọ không ghi nhãn, mỗi lọ đựng một trong các dung dịch (có cùng nồng độ) KCl, KBr, KI. Hai thuốc thử có thể dùng đề xác định dung dịch chứa trong mỗi lọ là:

A. khí O₂ và dung dịch NaOH.

B. khí Cl₂ và hồ tính bột.

C. brom long và benzen.

D. tính bột và brom lỏng.

Câu 5: Để phân biệt các dung dịch riêng biệt : CuSO₄, FeCl₃, Al₂(SO₄)₃, K₂CO₃, (NH₄H₂SO₄, NH₄NO₃, người ta có thể dùng thuốc thử nào sau đây ?

A. Kim loại K

B. Kim loại Ba

C. Dung dịch NaOH

D. Dung dịch BaCl₂

Bài học này sẽ giúp các em kiểm chứng một số phương pháp thí nghiệm phân biệt một số chất trong dung dịch. Trên là nội dung tóm tắt bài học và lời giải bài tập chi tiết cho bài học mời các bạn theo dõi nhé.