Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch

Có 3 dung dịch, mỗi dung dịch chứa 1 cation sau: Ba²⁺, NH₄⁺, Al³⁺. Trình bày cách nhận biết chúng.

Phương pháp giải

Để nhận biết các ion trên ta dựa vào các phản ứng đặc trưng của cation để nhận biết ra chúng.

Hướng dẫn giải

Nhận biết Ba²⁺, NH₄⁺, Al³⁺:

• Lấy mỗi chất 1 ít cho ra các ống nghiệm khác nhau và đánh số thứ tự tương ứng
• Nhỏ lần lượt vào mỗi ống nghiệm từ từ từng giọt dung dich NaOH đến dư:

+ Ống nghiệm nào có khí mùi khai thoát ra => chứng tỏ chứa NH₄⁺

NH₄⁺ + NaOH → Na+ + NH₃ ↑ + H2O

+ Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng keo đến cực đại, sau đó kết tủa tan hoàn toàn => chứng tỏ chứa Al³⁺

NaOH + Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ + Na⁺

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + H₂O

• Cho dd H₂SO₄ vào dung dịch còn lại, thấy có xuất hiện kết tủa trắng (không tan trong axit) => chứng tỏ chứa  Ba²⁺

SO₄²⁻ + Ba²⁺ → BaSO₄↓ 

Dung dịch A chứa đồng thời các cation Fe²⁺, Al³⁺. Trình bày cách tách và nhận biết mỗi ion từ dung dịch A.

Phương pháp giải

- Để tách ion từ hỗn hợp ta dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của mỗi ion để tạo kết tủa, tách 2 kết tủa, sau đó dùng phản ứng hóa học để chuyển kết tủa về ion ban đầu.

- Để nhận biết mỗi ion từ hỗn hợp ta dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của mỗi ion, dựa vào hiện tượng quan sát được để nhận biết các ion đó.

Hướng dẫn 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 X là NaAlO₂, NaOH dư

Fe²⁺ + 2NaOH → 2Na⁺ + Fe(OH)₂

4 Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4 Fe(OH)₃

Al³⁺ + 3NaOH → 2Na⁺ + Al(OH)₃↓

Al(OH)₃↓ + NaOH→ NaAlO₂ + H₂O

• Tách kết tủa Fe(OH)₃ hòa tan trong HCl thu muối Fe³⁺

Fe(OH)₃ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O

• Cho Fe vào dung dịch thu được bên trên (FeCl₃, HCl dư) ta thu được muối Fe²⁺

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

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

NaAlO₂ + CO₂ + H₂O → 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 => chứng tỏ có Al³⁺

Có 5 dung dịch riêng rẽ, mỗi dung dịch chứa 1 cation: NH₄⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺ nồng độ khoảng 0,1 M. Bằng cách dùng dung dịch NaOH cho lần lượt vào từng dung dịch, có thể nhận biết được tối đa

A. Dung dịch chứa ion: NH₄⁺

B. Hai dung dịch chứa ion: NH₄⁺ và Al³⁺

C. Ba dung dịch chứa ion: NH₄⁺ , Fe³⁺ và  Al³⁺

D. Năm dung dịch chứa ion: NH₄⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺

Phương pháp giải

Dựa vào hiện tượng khác nhau khi cho dd NaOH vào các catinon trên để nhận biết chúng.

+ xuất hiện kết tủa, màu sắc kết tủa,kết tủa tan hay không tan khi cho NaOH dư

+ khí thoát ra

Hướng dẫn giải

Dùng dung dịch NaOH cho lần lượt vào từng dung dịch, có thể nhận biết được tối đa năm dung dịch chứa ion: NH₄⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺

• Cho dung dịch NaOH vào NH₄⁺ có hiện tượng thoát khí mùi khai
• Cho dung dịch NaOH vào Mg²⁺ có hiện tượng xuất hiện kết tủa trắng Mg(OH)₂
• Cho dung dịch NaOH vào Fe³⁺ có hiện tượng xuất hiện kết tủa nâu đỏ Fe(OH)₃
• Cho dung dịch NaOH vào Al³⁺ có hiện tượng xuất hiện kết tủa trắng Al(OH)₃ rồi tan trong kiềm dư
• Cho dung dịch NaOH vào Na⁺ không hiện tượng

→ Chọn đáp án D.

Có 2 dung dịch riêng rẽ chứa các anion: NO₃^-, CO₃^2-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết phương trình hóa học.

Phương pháp giải

• Dùng dung dịch axit để phân biệt 2 ion này.
• Dùng dung dịch H⁺ và miếng đồng để nhận biết ra NO₃^-

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết từng ion: NO₃^-, CO₃^2- trong dung dịch

• Cho muối BaCl₂ vào hai mẫu thử, mẫu thử nào có kết tủa trắng là chứa CO₃^2-

BaCl₂ + CO₃^2- → 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)

Có dung dịch chứa các anion: CO₃^2- và SO₄^2-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết phương trình hóa học.

Phương pháp giải

• Dùng dd axit nhận biết ra CO₃^2- vì có khí thoát ra ngoài.
• Nhận biết SO₄^2- bằng muối Ba²⁺ vì xuất hiện kết tủa trắng.

Hướng dẫn giải

Lấy mỗi dung dịch một ít cho vào 2 ống nghiệm:

• Nhỏ dung dịch HCl hay dung dịch H₂SO₄ loãng vào, ống nào thấy sủi bọt là dung dịch có chứa ion CO₃^2-

\(2{H^ + } + C{O_3}^{2 - } \to C{O_2} + {H_2}O\)

• Cho vào ống 2 vài giọt dung dịch BaCl₂ thấy có kết tủa màu trắng. Nhỏ thêm vào đó vài giọt dung dịch HCl hay dung dịch H₂SO₄ loãng, lắc nhẹ ống nghiệm thấy có kết tủa không tan chứng tỏ có BaSO₄

\(B{a^{2 + }} + S{O_4}^{2 - } \to BaS{O_4}\)

Mục đích của việc cho thêm dung dịch HCl hay dung dịch H₂SO₄ loãng là để kiểm chứng kết tủa không tan trong axit dư là BaSO₄

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 những dung dịch nào?

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

Phương pháp giải

Quan sát hiện tượng khác nhau (xuất hiện kết tủa hay khí thoát ra) khi nhỏ dung dịch H₂SO₄ loãng vào các chất để nhận biết chúng.

Hướng dẫn giải

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

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

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

• Lọ nào có khí mùi trứng thối là K₂S

K₂S + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂S↑

• Lọ nào chỉ có khí không màu không mùi là K₂CO₃

K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

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

Vậy đáp án đúng là B.