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 [r]
Trang 1CHUYEN DE VIII PHAN BIET MOT SO CHAT VO CO CHU DE 1 CAC DANG BAI TAP VE NHAN BIET, TACH CHAT
A TOM TAT LY THUYET VA PHUONG PHAP GIAI
1 Phản ứng nhận biết
Phản ứng nhận biết phải là phản ứng đặc trưng, tức là phản ứng xảy ra:
- Nhanh (phản ứng xảy ra tức thời)
- Nhạy (một lượng nhỏ cũng phát hiện được)
- Dễ thực hiện (điều kiện nhiệt độ, áp suất thấp)
- Phải có dấu hiệu, hiện tượng dễ quan sát (tạo kết tủa, hòa tan kết tủa, thay đổi màu, sủi bọt khí, có mùi, ) Không được dùng phản ứng không có dấu hiệu, hiện tượng dễ nhận biết
2 Cách trình bày bài giải bài tập nhận biết
+) Cách 1: Phương pháp mô tả
- Bước 1: Trích mẫu thử từ hóa chất cần nhận biết
- Bước 2: Chọn thuốc thử (tùy theo yêu cầu của đề bài; thuốc thử tùy chọn không hạn chế, hay hạn chế, hoặc không dùng thuốc thử bên ngoài, )
- Bước 3: Cho thuốc thử vào mẫu thử, trình bày hiện tượng quan sát được (mô tả hiện tượng xảy ra) rút ra kết luận đã nhận biết được hóa chất nào
- Bước 4: Viết phương trình phản ứng xảy ra khi nhận biết
3 Các kiểu bài nhận biết
a) Kiểu bài không hạn chế thuốc thử
CHỦ ĐẼ này có thể dùng nhiều thuốc thử khác nhau để nhận biệt, miễn sao hợp lí
b) Dùng thuốc thử hữu hạn
Trang 2CHU DE nay chi duoc ding nhtng thuéc thir ma dé cho hay dé yéu cau, dung qua Ia sai Dé gidi dang toan này ta có một số điểm lưu y sau:
- Có thê dùng chất đã nhận biết trở lại làm thuốc thử
- Trong dung dịch các muối nhận biết có các ion Al?!, Zn?!, C', Sn?!, Pb?', Cụ?!, Mg”', Fe?!, Fe?!, NHÍ! ta dùng kiềm
- Trong các dung dịch nhận biết vừa có môi trường axit vừa có môi trường bazơ, ta dùng quy tím
- Các dung dịch nhận biết có dung dịch muôi HCOz, HSOx ta đun nóng nhẹ dung dịch để nhận biết thông qua hiện tượng có khí bay ra
2HCOx — HzO + COz? + CO;
c) Không dùng thuốc thử
CHỦ ĐỀ này không được dùng bất cứ một thuốc thử nao, co dung la sai
Để giải dạng toán này ta lưu ý một số điểm sau:
- Trong các dung dịch muối nhận biết có muôi HCOz, HSOz 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
2NaHCO¿ -f—› NaaCOa + COa + HạO
Ca(HCO3)2 "> CaCOa + COa + HạO
- 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 (Qui tắc này gọi là qui tắc bóng đá vòng tròn)
d CHỦ ĐÈ nhận biết các chất cùng nằm trong một hỗn hợp:
Nguyên tắc để giải dạng toán này cũng như trên, chỉ lưu ý răng 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
dé tach một chất ra khỏi hỗn hợp hay tách các chất ra khỏi nhau
- CHỦ ĐẼ toán này chỉ can tach 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 cân 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 phâm mới sản phẩm dễ tách khỏi hỗn hợp và dễ tái tạo lại chất đầu
Trích mẫu thử cho mỗi lân thí nghiệm Cho dung dịch NaOH lân lượt vào các mẫu thử
- Mẫu thử tạo kết tủa màu xanh là CuSOa
CuSO¿ + 2NaOH — Cu(OH)› + NaazSO¿
Trang 3- Mẫu thử tạo kết tủa trắng xanh, sau đó hóa nâu đỏ là FeSOa
FeSOa + 2NaOH —>Fe(OH)› + Na›SOx
4Fe(OH)s + Or + 2H20 — 4Fe(OH)3
- Mẫu thử tạo kết tủa xanh rêu, sau đó tan trong kiềm dư là Cra(SO4)a
Cro(SO4)3 + 6NaOH — 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4
Cr(OH)3 + NaOH — Na[Cr(OH)a4]
Bài 2: Cho 5 lọ mất nhãn đựng cac dung dich : KNO3, Cu(NO3)2, FeCl3 va NH4CI Chỉ sử dụng duy nhất một thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch trên
Hướng dẫn giải:
Trích mẫu thử cho mỗi lân thí nghiệm cho dung dịch NaOH lân lượt vào các mẫu thử
Mẫu thử tạo kết tủa xanh là Cu(NOa)›
Cu(NO3)2 + 2NaOH — Cu(OH)2 + 2NaNO3
Mẫu thử tạo kết tủa nâu đỏ là FeCls
FeCl3 + 3NaOH — Fe(OH)3 + 3NaCl
Mẫu thử tạo kết tủa keo trang tan trong kiém du la AICI;
AICl3 + 3NaOH — AI(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH — Na[AI(OH)a]
Mau thir c6 khi mui khai bay ra 1a NH4Cl
NH¿CI + NaOH — NaCl + NH3 + H20
Bai 3: C6 5 binh mat nhan dung 5 dung dich sau: HCl, H2SOu, BaCh, Na2SOu, Ca(HCO3)2 Hay nhan biét hinh nao đựng dung dịch gì?(mà không dùng bất cứ thuốc thử nào)?
Hướng dẫn giải:
Dun nhe 5 mau dung dich trong 5 ống nghiệm, mẫu nào có sủi bọt khí và có kết tủa là Ca(HCOa)a
Ca(HCOs)2 — CaCO3 + CO2 + H20
Dung dung dịch Ca(HCOa); 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 HCI
Ca(HCO3)2 + 2HCI — CaCl + H20 + CO2
Mẫu nào vừa có khí vừa có két tha la H2SO4
Ca(HCO3)2 + 2H2SO4 — CaSO4 + HaO + CO;
Mau nao chi co két tha khong c6 khi 1a Na2CO3
Ca(HCOs3)2 + 2Na2xCO3 — CaCO; + 2NaHCO3
Mẫu nào không có hiện tượng øì là BaCl›
Bài 4: Một loại muối ăn bị lẫn các tạp chất là Na2SO4, NaBr, MgCl, CaCl va CaSO¿ Hãy trình bày phương pháp hóa học dé thu duoc NaCl tinh khiét
Huong dan giai:
Hòa tan vào nước, thêm BaC1; dư để loại muối SO42
Lọc bỏ kết tủa, lây nước lọc cho thêm NazCOa dư để loại hết các cation Ca?!, Mg”', Ba”',
Lọc bỏ kêt tủa, lây nước lọc sục C]a dư vào đê loại anion Br
Trang 4Clo + 2NaBr — 2NaCl + Bro
Vì chỉ có một lượng nhỏ Cl; tác dụng với nước , do đó phải cho thêm dung dich HCI du dé loai hét CO3”” CO;* + 2H* > CO + HO
C6 can dung dich duoc NaCl tinh khiét
B BAI TAP REN LUYEN KY NANG
Bài 1: Có 5 dung dịch riêng rẽ, mỗi dung dịch chứa một cation: NH¿', Mg”', Fe?!, AI?', Na! có nồng độ khoảng 0,1M Nếu dùng dung dịch NaOH thì có thể nhận biết được mấy dung dịch?
Al(OH)3 + 3 OH" — [AI(OH)a]° tan
Nhận biết được 4 dung dịch
Bài 2: Không dùng hóa chất hãy nhân biết 4 dung dịch sau trong bốn bình bị mất nhãn: HCl, H2SO4, NaxCOs, BaCh
Dựa vào bảng trên ta thây
Chat tác dụng với 3 chất kia cho một kết tủa và hai khi là NaaCOa
Chất tác dụng với 3 chất kia cho hai kết tủa là BaCla
Chất tác dụng với 3 chất kia cho một kết tủa, một khí là HaSO¿a
Chất tác dụng với 3 chất kia chỉ cho một khí là HCI
2HCI + Na2zCO3 — 2NaCl + H20 + CO;
H2SO4 + NaxCO3 > NarSO4 + HO + COr
Trang 5BaC]› + Na:COs —> BaCOs + 2NaCl
BaCl + H2SO4 — BaSO¿ + 2HCI
CuC]› + 2NaOH —> Cu(OH)›[ (xanh) + 2NaC]
Meg(NO3) + 2NaOH — Mg(OH)a| (trắng) + 2NaNO3
NH4NO3 + NaOH — NaNO3 + NHa† + HaO
Fe(NO3)3 + 3NaOH — Fe(OH)a:| (nau do) + 3NaNO3
Bài 4: Có hai dung dịch (NH¿)¿S va (NH4)2SO4 Dung dung dịch nào sau đây để nhận biết được cả hai dung dịch trên?
A Dung dich NaOH B Dung dich Ba(OH) C Dung dich KOH D Dung dich HCl Huong dan giai:
Dap an: B
Co khi mui khai 1a (NH4)2S
Có khí mùi khai và kết tủa trang 1a (NH4)2SO
(NH4)2S + Ba(OH)2 — BaS + 2NH3f + 2H2O
(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 — BaSOg + 2NH3t + 2H2O0
Bài 5: Trong nước tự nhiên thường có lẫn những lượng nhd cdc muéi Ca(NO3)2, Mg(NO3)2, Ca(HCO3) va Mg(HCO2); Có thê dùng một hóa chất nào sau đây để loại được tất cả các muối trên?
Huong dan giai:
Dap an: B
Khi cho NaxCO3 vao loai nuéc trén thi sé tao két tua trang CaCO3 va MgCO3
Bài 6: Có dung dịch hỗn hợp chứa các ion Fe?', Al?', Cụ?' Dùng những dung dịch nào sau đây có thể tách riêng từng Ion ra khỏi hỗn hợp?
C Dung dich NaOH, HCI, H2SO4 D Dung dich Ba(OH)2, NaOH, NHs3
Huong dan giai:
Dap an: B
Tach các chât theo sơ đô sau:
Trang 63+
Fe | +NaOH
AB+ | ——* NaAlo, “HC, AI:
Cu?* Fe(OH)›l: Cu(OH);| TH: „ [Cu(NH;)/J?#HCI Cụ?
Fe(OH);}7HCl, re
Bài 7: Cho năm lọ mắt nhãn dung cac dung dich: KNO3, Cu(NO3)2, FeCls va NHsC1 C6 thé dung hoa chat nao sau day dé nhan biét ching?
Hướng dẫn giải:
Dap an: A
Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm Cho dung dịch NaOH lân lượt vào các mẫu thử
- Mau thir tao kết tủa xanh là Cu(NOa)
Cu(NO3)2 + 2NaOH — Cu(OH)2 + 2NaNO3
- Mẫu thử tạo kết tủa nau dé 1a FeCls
FeCl3 + 3NaOH — Fe(OH)3 + 3NaCl
- Mẫu thử tạo kết tủa keo trắng tan trong kiềm dư là A1C13
AIClIa + 3NaOH —> Al(OH)a + 3NaCI
Al(OH)3 + NaOH —> Na[Al(OH}]
- Mẫu thử cĩ khí mùi bay ra là NHaCI
NH¿C]I+ NaOH —> NaC[l + NHạ + HO
Bài 8: Cho ba hợp kim: Cu-Aøg, Cu-Al, Cu-Zn Thuốc thử nào sau đây cĩ thể được dùng để phân biệt ba hợp
kim trên?
Hướng dẫn giải:
Đáp án: D
Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm Cho dung dịch HạSO¿ lần lượt vào các mẫu thử
- Hợp kim nào khơng cĩ khí là Cu-Ag
- Cho dung dịch NHa vào dung dịch thu được trong hai trường hợp cịn lại
+) Trường hợp tạo kết tủa keo trắng và khơng tan trong NHa du = hop kim 1a Cu-Al
3A1 + 3H2SO4 — Al2(SO4)3 + 3H¿
A12(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O — 2AI(OH)3 + 3(NH4)2SO4
+) Trường hợp tạo kết tủa rồi tan trong NH3 du => hợp kim ban đâu là Cu-Zn
Zn + H2SO4 — ZnSOq4 + H2
ZnSO4 + 2NH3 + 2H2O — Zn(OH) + (NH4)2SO4
Zn(OH)2 + 4NH3 — [Zn(NH3)4](OH)2
Bài 9: Để phân biệt hai khí SOa và HS thì nên sử dụng thuốc thử nào dưới đây?
Trang 7C Dung dịch CuC]› D Dung dịch NaOH
Hướng dẫn giải:
Đáp án: C
HS tạo kết tủa den voi CuCh
Ha§ + CuC]: — CuS + 2HC1
Bài 10: Có 5 bình mắt nhãn, chứa riêng biệt các khí SO›, SO›, N›, CHaNH› và NHa Nếu chỉ dùng quỳ tím ẩm thì có thê nhận ra bình chứa khí:
Huong dan giai:
Dap an: C
SO› và SOa làm quỳ tím âm hóa đỏ
CHNH; và NHạ làm quỳ tím hóa xanh
Na không làm đổi màu quỳ tím
CHU DE 2 CAC BAI TOAN VE CHUAN DO AXIT BAZO, CHUAN DO OXI HOA KHU
A TOM TAT LY THUYET VA PHUONG PHAP GIAI
a Phương pháp chuẩn độ trung hòa (chuẩn độ axit - bazơ)
- Dùng những dung dịch kiềm (NaOH hoặc KOH) đã biết chính xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để chuẩn
độ các dung dịch axit và dùng các dung dịch axit mạnh (HCI, HNOa, H2SOs) da biét chinh xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để độ các dung dịch bazơ
- Đề nhận ra điểm tương đương (thời điểm dung dịch chuẩn vừa phản ứng hết với dung dịch cần xác định) của phản ứng chuẩn độ trung hòa, người ta dùng chất chỉ thị axit - bazơ (hay chỉ thi pH, là những axit yêu có màu sắc thay đôi theo pH)
Bang ghỉ khoảng pH đổi màu của một số chỉ thị
Tên thông dụng của chất chỉithị Khoảng pH đổi màu Màu dạng axit - bazơ
Với mỗi phản ứng chuẩn độ cụ thê người ta chọn những chất chỉ thị nào có khoảng đổi màu trắng hoặc rất sát điểm tương đương
b Chuẩn độ oxi hóa khứ bằng phương pháp pemangant
- Chuẩn độ oxi hóa - khử (phương pháp pemangant): duoc dùng để chuân độ dung dịch của các chất khử (Ví dụ: Fe?', HạO›, HạCzOa, ) trong môi trường axit mạnh (thường dùng dung dịch HaSO¿ loãng), khi đó MnOx
bị khử về Mn”' không màu:
MnOy + 8H' + 5e > Mn?! + 4HzO
- Trong phương pháp này chất chỉ thị chính là KMnO¿ vì ion Mn”' không màu do đó khi dư một giọt KMnO¿ dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng rất rõ giúp ta kết thúc chuẩn độ
Trang 8FeSOx và Fez(SO¿)a lần lượt là:
A 0,091 va 0,25 B 0,091 va 0,265 C 0,091 va 0,255 D 0,087 va 0,255 Hướng dẫn giải:
B BAI TAP REN LUYEN KY NANG
Bài 1: Để xác định nồng đội dung dịch NaOH người ta tiễn hành như sau: cân 1,26 gam axit oxalic ngậm nước (HaC›O¿.2H›O) hòa tan hoàn toàn vào nước, định mức thành 100 ml lấy 10 ml dung dịch này thêm vào đó vài giọt phenolphthalein, đem chuẩn độ bằng dung dịch NaOH đến xuất hiện màu hồng (ở pH = 9) thì hết 17,5 ml dung dịch NaOH Tính nồng độ dung dịch NaOH đã dùng
Hướng dẫn giải:
Dap an: A
Chuẩn độ: HzC›Ox + 2NaOH — NaxC204 + 2H2O
Nong d6 dung dich H2C204: C_(H2C204) = 1,26/126.1000/100 = 0,1M
Theo phản ứng: nxaon = 2niaCaO¿.V = 2.103 mol
=> Cmcnaon) = 0,114M
Trang 9Bài 2: Chuân độ 20 ml dung dịch hỗn hợp HCI 0,1M + HNO2 a mol/I cân dùng hết 16,5 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,1M và Ba(OH)› 0,05M Giá trị của a là:
Trung hòa dung dịch thì nu = Snow
0,02.0,1 + 0,02a = 3,3.10 - 3 > a=0,065 mol/l
Bài 3: Để xác định nồng độ dung dịch HạO;, người ta hòa tan 0,5 gam nước oxi già vào nước, thêm H;SO¿ tạo môi trường axIt Chuẩn độ dung dịch thu được cần vừa đủ 10 ml dung dịch KMnOx 0,1M Xác định hàm lượng HO: trong nước oxi già
Huong dan giai:
Dap an: B
Phản ứng
SH202 + 2KMnOg + 3H2SO4 — K2SO4 + 2MnSOg4 + SO2 + 8H20
Tur phan tng = ny2O2 = 5/2 nxmnos = 2,5.10° (mol)
(2,5.107% 34)
=> my,0, = —— 95 100% = 17%
Bai 4: Dé xac dinh ham luong FeCO3 trong quang xi de rit, người ta làm như sau: còn 0,6g mẫu quặng, chế hóa
nó theo một quy trình hợp li, thu duoc FeSO, trong mi truong H2SO, loang Chuan đọ dung dich thu duoc băng dung dịch chuẩn KMnO¿ 0,025M thì dùng vừa hết 25,2ml % theo khối lượng của FeCOa là:
Trang 10Hướng dẫn giải:
Dap an: A
PTHH: HCl + NaOH — NaCl + H20
nNaOH = 0,017.0,12 = 0,00204(mol)
Theo PT: nHCI = nNaOH = 0,00204mol
Nồng độ mol của dung dich HCI la: 0,00204/0,02 = 0,102(M)
CHU DE 3 ON TAP VA KIEM TRA CHUYEN DE PHAN BIET MOT SO CHAT VO CO
Câu 1 Cho ba dung dịch đựng trong ba lọ riêng biệt: CuSOa, Cra(SO¿)a và FeSO¿ Thuốc thử nào sau đây có
thê phân biệt được cả ba lọ hóa chất trên?
Hướng dẫn giải:
Trích mẫu thử cho mỗi lân thí nghiệm Cho dung dịch NaOH lân lượt vào các mẫu thử
- Mẫu thử tạo kết tủa màu xanh là CuSOa
CuSO4 + 2NaOH — Cu(OH)2 + Na2SO4
- Mau thir tao két tủa trắng xanh, sau đó hóa nâu đỏ là FeSO¿
FeSOa + 2NaOH — Fe(OH)a + Na›SOÒa
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O — 4Fe(OH)a
- Mẫu thử tạo kết tủa xanh rêu, sau đó tan trong kiểm dư là Cra(SO¿)a
Cr2o(SO4)3 + 6NaOH — 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4
Cr(OH)3 + NaOH — Na[Cr(OH)a|
Mg”' +2OH' —> Mg(OH)s| tủa trăng
FeỶ' + 3OH — Fe(OH)s| nâu đỏ
Al*' + 30H: — Al(OH)s3
Al(OH)3 + 3 OH" — [AIl(OH)a] tan
Nhận biết được 4 dung dịch
Trang 11Câu 4 Có thể phân biệt ba dung dịch loãng gồm KOH, HCI và HạSO¿ băng một thuốc thử là:
Hướng dẫn giải:
Dung BaCOs:
- Mẫu thử chỉ tạo khí là HCL
2HCI + BaCOa —> BaC]› + CO; + HaO
- Mẫu thử vừa có khí vừa có kết tủa trăng là HaSOa
Ha5Oxa + BaCOs —> BaSOa + CO› + H;
- Mẫu thử còn lại là KOH
—> Đáp án Á
Câu 5 Trong nước tự nhiên thường có lẫn những lượng nhỏ các muối Ca(NO3)2, Mg(NO3)2, Ca(HCO3) va Mg(HCO:); Có thể dùng một hóa chất nào sau đây để loại được tất cả các muối trên?
Huong dan giai:
Trích mẫu thử cho mỗi lân thí nghiệm Cho dung dịch NaOH lân lượt vào các mẫu thử
- Mẫu thử tạo kết tủa xanh là Cu(NOa)
Cu(NO3)2 + 2NaOH — Cu(OH)2 + 2NaNO3
- Mẫu thử tạo kết tha nau do 1a FeCls
FeCl; + 3NaOH — Fe(OH)3 + 3NaCl
- Mẫu thử tạo kết tủa keo trắng tan trong kiém du la A1C13
AICl3 + 3NaOH — Al(OH); + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH — Na[Al(OH)a]
- Mẫu thử có khí mùi bay ra là NHuCI
NH¿CI + NaOH — NaCl + NHạ + HO
—> Đáp án Á
Câu 6 Lấy 25ml dung dịch A gồm FeSO¿ và Fea(SO4)s rồi chuẩn độ băng dung dịch hỗn hợp KMnO¿ 0,025M thì hết 18,10ml Mặt khác, thêm lượng dư dung dịch NHa vào 25ml dung dịch A thì thu được kết tủa, lọc kết tủa rồi nung đỏ trong không khí ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, cân được 1,2g Nông độ mol/1 của
FeSOx và Fez(SOa)› lần lượt là:
A 0,091 va 0,25 B 0,091 va 0,265 C 0,091 va 0,255 D 0,087 va 0,255 Huong dan giai:
Ta có: