Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch

5/5 - (1 bình chọn)

Giải bài 1 trang 174 SGK Hóa 12

Bài 1 (trang 174 SGK Hóa 12): Có 3 dung dịch, mỗi dung dịch chứa 1 cation như sau : Ba2+, NH4+, Al3+. Trình bày cách nhận biết chúng.

Lời giải:

– Cho dung dịch NaOH vào 3 mẫu thử, mẫu thử nào có khí mùi khai thoát ra là NH4+ , mẫu thử nào có kết tủa rồi tan ra là Al3+

NH4+ + NaOH → Na+ + NH3 ↑ + H2O

Al3+ + 3NaOH → 3Na+ + Al(OH)3 ↓

Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

– Cho H2SO4 vào dung dịch còn lại nếu có kết tủa trắng là Ba2+

H2SO4 + Ba2+ → BaSO4 + 2H+

Giải bài 2 trang 174 SGK Hóa 12

Bài 2 (trang 174 SGK Hóa 12): Có dung dịch chứa đồng thời các cation Fe2+, Al3+. Trình bày cách tách và nhận biết mỗi ion từ dung dịch của hỗn hợp.

Lời giải:

∗ Cách tách 2 ion từ hỗn hợp:

– Cho NaOH đến dư vào hỗn hợp ta thu được hai phần : kết tủa là Fe(OH)3, dung dịch là NaAlO2, NaOH dư

Fe2+ + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2Na+

Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3

Al3+ + 3NaOH → 2Na+ + Al(OH)3

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

– Tách kết tủa: hòa tan kết tủa trong HCl thu được muối

Fe(OH)3 + HCl → FeCl3 + 2H2O

Sau đó cho Fe vào dd để thu được muối Fe2+

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2

– Phần dung dịch dẫn CO2 đến dư thu được kết tủa Al(OH)3

NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3

Hòa tan kết tủa trong HCl thu muối Al3+

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O

∗ Nhận biết mỗi ion từ hỗn hợp

Cho NaOH vào hỗn hợp hai cation, nếu thấy xuất hiện kết tủa trắng xanh là Fe(OH)2 đem để ngoài không khí thấy có kết tủa nâu đỏ đó là Fe(OH)3 ⇒ chứng tỏ có ion Fe2+

Nếu thấy dung dịch có kết tủa keo trắng sau đó tan ra trong NaOH dư thì có ion Al3+.

PTHH: tương tự như phần tách chất.

Giải bài 3 trang 174 SGK Hóa 12

Bài 3 (trang 174 SGK Hóa 12): Có 5 dung dịch riêng rẽ, mỗi dung dịch chứa 1 cation như sau : NH4+, Mg2+, Fe3+, Al3+, Na+ nồng độ dung dịch khoảng 0,1M. Bằng cách dùng dung dịch NaOH cho lần lượt vào từng dung dịch, có thể nhận biết được tối đa mấy dung dịch ?

A. Dung dịch NH4+

B. Hai dung dịch NH4+ và Al3+

C. Ba dung dịch NH4+, Fe3+ và Al3+

D. Cả 4 dung dịch.

Lời giải:

– Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào từng ống nghiệm trên

   + ống nghiệm nào có khí mùi khai thoát ra ⇒ chứa NH4+

NH4+ + OH → NH3↑ + H2O

   + ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa màu trắng, kết tủa không tan trong dung dịch NaOH dư ⇒ chứa Mg2+

Mg2+ + 2OH → Mg(OH)2

   + ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ ⇒ chứa Fe3+

Fe3+ + 3OH → Fe(OH)3

   + ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết ⇒ chứa Al3+

Al3+ + 3OH → Al(OH)3

Al(OH)3↓ + OH → AlO2 + 2H2O

   + ống nghiệm nào không có hiện tượng gì là Na+

Vậy phân biệt được cả 5 ion

Chọn: D.

Giải bài 4 trang 174 SGK Hóa 12

Bài 4 (trang 174 SGK Hóa 12): Có 2 dung dịch chứa anion NO3, CO32-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết các phương trình hóa học.

Lời giải:

Cho muối BaCl2 vào hai mẫu thử, mẫu thử nào có kết tủa trắng là chứa CO32-

BaCl2 + CO32- → BaCO3 ↓ + 2Cl

Cho một vài mẫu bột Cu vào mẫu thử còn lại thêm vài giọt H2SO4 (l) nếu thấy thoát ra khí không màu (NO) hóa nâu đỏ (NO2) ngoài không khí thì mẫu thử đó chứa NO3

3Cu + 8H+ + 2NO3 → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O

2NO + 2O2 → NO2 (màu nâu đỏ)

Giải bài 5 trang 174 SGK Hóa 12

Bài 5 (trang 174 SGK Hóa 12): Có dung dịch chứa các anion CO32- và SO42- .Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch. Viết các phương trình hóa học.

Lời giải:

Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào mẫu thử thấy có khí thoát ra, thu khí cho vào dung dịch Ca(OH)2 thấy có kết tủa trắng, khí đó là CO2, dung dịch ban đầu có chứa ion CO32-

2HCl + CO32- → CO2 ↑ + H2O + 2Cl

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O

Cho dung dịch BaCl2 vào mẫu thử thấy có kết tủa trắng là BaSO4, trong dung dịch có chứa SO42-

SO42- + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2Cl.

Giải bài 6 trang 174 SGK Hóa 12

Bài 6 (trang 174 SGK Hóa 12): Có 5 dung dịch hóa chất không nhãn, mỗi dung dịch nồng độ khoảng 0,1M của một trong các muối sau: KCl, Ba(HCO3)2, K2CO3, K2S, K2SO3. Chỉ dùng một thuốc thử là dung dịch H2SO4 loãng nhỏ trực tiếp vào mỗi dung dịch thì có thể nhận biết tối đa mấy dung dịch?

A. Hai dung dịch Ba(HCO3)2, K2CO3

B. Ba dung dịch Ba(HCO3)2, K2CO3, K2S

C. Hai dung dịch Ba(HCO3)2, K2S

D. Hai dung dịch Ba(HCO3)2, K2SO3

Lời giải:

Đáp án B

Cho dd H2SO4 lần lượt vào 5 lọ đựng 5 dd:

Lọ nào có kết tủa trắng, có khí không màu không mùi bay lên là Ba(HCO3)2

PTHH: Ba(HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2CO2↑ + 2H2O

Lọ nào có khí mùi trứng thối là K2S.

PTHH: K2S + H2SO4 → K2SO4 + H2S↑

Lọ nào chỉ có khí không màu không mùi là K2CO3

PTHH: K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + CO2↑ + H2O

⇒ Nhận biết được 3 dung dịch Ba(HCO3)2, K2CO3, K2S

Cách nhận biết một số cation trong dung dịch

I. Nguyên tắc nhận biết

    Để nhận biết 1 ion trong dung dịch, người ta thêm vào dung dịch 1 thuốc thử tạo với ion đó 1 sản phẩm đặc trưng như: chất kết tủa, hợp chất có màu, chất khí, sủi bọt, ……

II. Nhận biết các cation kim loại kiềm và NH4+

1. Nhận biết cation Na+

    Đốt muối natri rắn hoặc các dung dịch muối bằng ngọn lửa không màu thì ngọn lửa nhuốm màu vàng tươi.

2. Nhận biết cation K+

    Đốt muối kali rắn hoặc các dung dịch muối kali, ta được ngọn lửa màu tím.

3. Nhận biết ion NH4+

III. Nhận biết cation Ca2+, Ba2+

1. Nhận biết cation Ba2+: dùng dung dịch thuốc thử K2CrO4 hoặc K2Cr2O7

BaCrO4 không tan trong dung dịch CH3COOH loãng, nên trong môi trường axit axetic có thể phân biệt được Ba2+ trong dung dịch chứa Ca2+.

2. Nhận biết cation Ca2+

    Trong môi trường axit yếu (pH = 4 – 5). Dung dịch chứa ion CrO42- tạo kết tủa với ion Ca2+ khí tan trong dung dịch CH3COOH loãng.

    Chú ý: Các ion Ba2+ và Pb2+ cũng phản ứng tương tự, nên cần tách chúng trước khi nhận biết Ca2+ nếu trong dung dịch có chúng.

IV. Nhận biết cation Al3+, Cr3+

    – Thêm từ từ dung dịch kiềm vô dung dịch chứa các ion này, đầu tiên tạo các hiđroxit M(OH)3 kết tủa, sau đó kết tủa tan trong thuốc thử dư:

M3+ + 3OH → M(OH)3

M(OH)3 + OH → [M(OH)4]

    – Để phân biệt Al3+ và Cr3+ dùng thuốc thử nhóm gồm dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH dư có mặt chất oxi hóa là H2O2 để oxi hóa [Cr(OH)4] thành ion cromat CrO42- có màu vàng:

V. Nhận biết các cation Fe2+, Fe3+, Cu2+, Mg2+

1. Nhận biết cation Fe3+: dùng dung dịch thioxianua SCN, hoặc dung dịch kiềm NaOH, KOH hoặc NH3.

2. Nhận biết cation Fe2+: dùng dung dịch kiềm (OH hoặc NH3) hoặc dùng hỗn hợp dung dịch thuốc tím trong môi trường axit (Fe2+ làm mất màu dung dịch thuốc tím):

3. Nhận biết cation Cu2+: Dùng dung dịch NH3, đầu tiên tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lục sau đó kết tủa tan trong NH3 dư tạo thành ion phức màu xanh lam đậm:

4. Nhận biết cation Mg2+: Dùng dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH tạo kết tủa Mg(OH)2, Mg(OH)2 có thể tan trong dung dịch muối amoni (dung dịch axit yếu):

Do đó có thể dùng dung dịch NH4Cl để tách Mg(OH)2 ra khỏi hỗn hợp với Fe(OH)3, Fe(OH)2 và Al(OH)3. Mg2+ có thể nhận biết bằng dung dịch Na2HPO4 có mặt NH3 loãng:

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT CATION

CATION TẠO KẾT TỦA VỚI HALOGENUA

CATION TẠO KẾT TỦA CACBONAT, PHOTPHAT, SUNFUA

Cách nhận biết một số anion trong dung dịch

1. Nhận biết anion NO3

    Dùng Cu trong môi trường axit (dung dịch H2SO4 loãng):

3Cu + 2NO3 + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O

    Cu tan ra tạo dung dịch màu xanh. Khí NO không màu bay lên gặp oxi trong không khí tạo thành NO2 màu nâu:

2NO + O2 → 2NO2↑ (màu nâu)

2. Nhận biết anion SO42-

    Dùng dung dịch BaCl2 trong môi trường axit loãng dư (dung dịch HCl hoặc HNO3)

Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ (trắng, không tan trong dung dịch axit loãng)

3. Nhận biết anion SO32-

    Ion sunfit làm mất màu dung dịch I2 (màu nâu đỏ):

SO32- + I2 + H2O → SO42- + 2H+ + I

4. Nhận biết anion Cl

    Ion clorua phản ứng với dung dịch AgNO3 tạo kết tủa AgCl màu trắng không tan trong môi trường axit:

Ag+ + Cl → AgCl↓

    Các anion halogenua Br và I có phản ứng tương tự tạo thành kết tủa AgBr và AgI không tan cùng với AgCl. Nhưng AgCl tan được trong dung dịch NH3 loãng:

AgCl + NH3 → [Ag(NH3)2]+ + Cl

    Kết tủa AgCl sẽ xuất hiện trở lại trong dung dịch HNO3:

[Ag(NH3)2]+ + Cl + 2H+ → AgCl↓ + 2NH4+

5. Nhận biết anion CO32-

    Khi thêm dung dịch HCl hoặc H2SO4 vào dung dịch chứa anion cacbonat hoặc hiđro cacbonat sẽ có bọt khí CO2 bay lên làm vẩn đục nước vôi trong Ca(OH)2 dư:

CO32- + 2H+ → CO2↑ + H2O

HCO3 + H+ → CO2↑ + H2O

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT ANION

Hãy bình luận đầu tiên

Để lại một phản hồi

Thư điện tử của bạn sẽ không được hiện thị công khai.


*