Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 48: Nhận biết một số cation trong dung dịch

Có 5 dung dịch riêng rẽ, mỗi dung dịch chứa 1 cation sau đây: NH₄⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺ nồng độ khoảng 0,1 M. Bằng cách dùng dung dịch NaOH cho lần lượt vào từng dung dịch, có thể nhận biết tối đa được mấy dung dịch:

A. 2 dung dịch

B. 3 dung dịch

C. 4 dung dịch

D. 5 dung dịch

Phương pháp giải

Dựa vào sự thay đổi màu sắc, kết tủa để chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Sơ đồ nhận biết các chất như sau: 

Vậy có thể nhận biết được 5 chất bằng dung dịch NaOH.

⇒ Đáp án D.

Có 5 lọ chứa hoá chất mất nhãn, mỗi lọ đựng một trong các dung dịch chứa cation sau (nồng độ mỗi dung dịch khoảng 0,01M): Fe²⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Al³⁺, Fe³⁺. Chỉ dùng một dung dịch thuốc thử KOH có thể nhận biết được tối đa mấy dung dịch?

A. 2 dung dịch

B. 3 dung dịch

C. 1 dung dịch  

D. 5 dung dịch

Phương pháp giải

Dựa vào sự thay đổi màu sắc, kết tủa để chọn đáp án đúng.

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết các chất bằng dung dịch KOH như sau: 

Vậy có thể nhận biết được 5 chất bằng dung dịch KOH.

⇒ Đáp án D.

Một dung dịch chứa đồng thời các cation Ba²⁺, NH₄⁺, Cr³⁺. Trình bày cách nhận biết sự có mặt từng cation trong dung dịch.

Phương pháp giải

Cần dựa vào tính chất háo học đặc trưng và sự biến đổi màu sắc để lựa chọn thuốc thử và phương pháp phù hợp.

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết sự có mặt từng cation trong dung dịch:

• Lấy một ít dung dịch, nhỏ vào đó vài giọt kali đicromat thấy xuất hiện kết tủa màu vàng ⇒ có Ba²⁺

2Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O → 2BaCrO₄ + 2H⁺

• Lấy một lượng dung dịch khác nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào, đặt trên miệng ống nghiệm một miếng giấy quỳ tím ẩm rồi quan sát:

+ Nếu có khí mùi khai bay ra làm xanh quỳ tím ẩm ⇒ có NH₄⁺

NH₄⁺ + OH^- → NH₃\(^{\uparrow}\) + H₂O (NH₃ mùi khai, làm xanh quỳ tím)

+ Trong dung dịch xuất hiện kết tủa màu xanh và tan dần, khi nhỏ thêm NaOH ⇒ có Cr³⁺

Cr³⁺ + 3OH^- → Cr(OH)₃ \(^{\downarrow}\)xanh

Cr(OH)₃ + OH^- → [Cr(OH)₄]

Một dung dịch chứa đồng thời các cation Ca²⁺, Al³⁺, Fe³⁺. Trình bày cách nhận biết sự có mặt từng cation trong dung dịch.

Phương pháp giải

Cần dựa vào tính chất háo học đặc trưng và sự biến đổi màu sắc để lựa chọn thuốc thử và phương pháp phù hợp.

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết sự có mặt từng cation trong dung dịch:

• Lấy một ít dung dịch, nhỏ vào đó vài giọt amoni thioxianat NH₄SCN thấy dung dịch nhuốm màu đỏ máu ⇒ có Fe³⁺

Fe³⁺ + 3SCN^- → Fe(SCN)₃ màu đỏ

• Nhỏ từng giọt NaOH vào dung dịch thấy xuất hiện kết tủa đỏ nâu lẫn với kết tủa trắng, lọc lấy kết tủa, tiếp tục nhỏ NaOH thấy lượng kết tủa giảm dần, cuối cùng thì còn lại kết tủa nâu ⇒ có Al³⁺

Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃ màu nâu

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

Al(OH)₃ + OH^- → [Al(OH)₄]^-

• Dung dịch sau khi lọc bỏ kết tủa đem axit hóa đến môi trường pH từ 4 → 5 rồi nhỏ vào đó dung dịch (NH₄)₂C₂O₄ thấy có xuất hiện kết tủa trắng ⇒ có Ca²⁺

Ca²⁺ + C₂O₄^2- → CaC₂O₄\(^{\downarrow}\)

Vậy dung dịch ban đầu có Fe³⁺, Al³⁺, Ca²⁺.

Một dung dịch chứa đồng thời các cation Fe²⁺, Al³⁺, Ni²⁺. Trình bày cách nhận biết sự có mặt từng cation trong dung dịch.

Phương pháp giải

Cần dựa vào tính chất háo học đặc trưng và sự biến đổi màu sắc để lựa chọn thuốc thử và phương pháp phù hợp.

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết sự có mặt từng cation trong dung dịch:

Nhỏ dung dịch NH₃ vào dung dịch thấy có hỗn hợp kết tủa trắng xanh. Lọc lấy kết tủa chia 3 phần bằng nhau:

• Phần 1 để trong không khí thấy kết tủa dần chuyển sang màu nâu đỏ ⇒ trong hỗn hợp kết tủa có Fe(OH)₂ và dung dịch có Fe²⁺

Fe²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + 2NH₄⁺

4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ → 4Fe(OH)₃

• Nhỏ vào phần 2 dung dịch NH₃ cho tới dư, thấy có một phần kết tủa màu xanh tan và tạo dung dịch có màu xanh ⇒ có Ni²⁺

Ni²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O → Ni(OH)₂\(^{\downarrow}\) xanh + 2NH₄⁺

Ni(OH)₂ + 6NH₃ → [Ni(NH₃)₆]²⁺ màu xanh + 2OH^-

• Nhỏ vào phần 3 dung dịch NaOH, phần kết tủa màu trắng tan ra tạo dung dịch không màu ⇒ kết tủa tan ra là Al(OH)₃ và trong dung dịch ban đầu có Al³⁺

Al³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3NH₄⁺

Al(OH)₃ + OH^- → [Al(OH)₄]^-