Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 50: Nhận biết một số chất khí

Khí CO₂ có lẫn tạp chất là khí HCl. Để loại trừ tạp chất HCl đó nên cho khí CO₂ đi qua dung dịch nào sau đây là tốt nhất?

A. Dung dịch NaOH dư.

B. Dung dịch NaHCO₃ bão hoà dư.

C. Dung dịch Na₂CO₃ dư.

D. Dung dịch AgNO₃ dư.

Phương pháp giải

Để lựa chọn hóa chất thích hợp cần lưu ý chọn chất nào mà không giữ lại cả CO₂ và HCl; không tác dụng với khí cần làm sạch và lợi về kinh tế.

Hướng dẫn giải

• Phương án A không chọn vì NaOH giữ lại cả CO₂ và HCl
• Phương án C không chọn vì Na₂CO₃ có thể phản ứng với CO₂

CO₂ + Na₂CO₃ → 2NaHCO₃

• Phương án D không chọn vì AgNO₃ là chất rất đắt tiền, không kinh tế.

→ Để loại trừ tạp chất HCl đó nên cho khí CO2 đi qua dung dịch NaHCO₃ bão hoà dư.

⇒ Đáp án B.

Có thể dùng dung dịch nước vôi trong để phân biệt hai khí CO₂ và SO₂ được không? Tại sao?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên cần ghi nhớ: Không thể dùng Ca(OH)₂ để phân biệt CO₂ và SO₂ do chúng đều là oxit axit, đều tạo kết tủa màu trắng với Ca(OH)₂

Hướng dẫn giải

Không thể dùng Ca(OH)₂ để phân biệt CO₂ và SO₂ do chúng đều là oxit axit, đều tạo kết tủa màu trắng với Ca(OH)₂:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ ↓ + H₂O

Cho hỗn hợp 2 khí CO₂ và SO₂. Hãy trình bày cách tách đồng thời nhận biết sự có mặt từng khí trong hỗn hợp đó. Viết các phương trình hóa học.

Phương pháp giải

• Bước 1: Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch brom dư
• Bước 2: Đun nhẹ dung dịch thu được
• Bước 3: Hòa tan bột Cu vào dd H₂SO₄ đặc vừa thu được
• Bước 4: Dẫn phần khí X qua dung dịch nước vôi trong dư.
• Bước 5: Lọc kết tủa, cho tác dụng với dd HCl.

Hướng dẫn giải

Cách tách đồng thời nhận biết sự có mặt từng khí trong hỗn hợp trên:

• Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch brom dư thấy brom bị nhạt màu và có khí bay ra chứng tỏ có khí SO₂. Thu khí thoát ra kí hiệu là khí X.

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

• Đun nhẹ dung dịch thu được ⇒ HBr bay hơi còn H₂SO₄ đặc.
• Hòa tan bột Cu vào dd H₂SO₄ đặc vừa thu được, thu được khí SO₂

Cu + 2H₂SO₄ đặc → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Dẫn phần khí X qua dung dịch nước vôi trong dư thấy khí bị hấp thụ hoàn toàn tạo kết tủa màu trắng chứng tỏ có khí CO₂.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

• Lọc kết tủa, cho tác dụng với dd HCl thu được CO₂

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Chọn thuốc thử thích hợp để phân biệt các cặp chất sau đây:

a) FeS và FeCO₃.

b) Na₂SO₄ và Na₂SO₃.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của mỗi chất để lựa chọn thuốc thử và phương pháp nhận biết phù hợp.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phân biệt FeS và FeCO₃

Thuốc thử là dung dịch HCl và giấy trắng tẩm Pb(NO₃)₂

Nhỏ dung dịch HCl vào hai chất, đặt trên miệng hai ống nghiệm bằng giấy trắng tẩm dung dịch Pb(NO₃)₂:

• Nếu là FeS thì giấy hóa đen:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S\(^{\uparrow}\)

H₂S + Pb(NO₃)₃ → PbS\(^{\downarrow}\)_đen + 2HNO₃

• Nếu là FeCO₃ thì giấy không chuyển màu:

FeCO₃ + 2HCl → FeCl₂ + CO₂ + H₂O

Câu b: Phân biệt Na₂SO₄ và Na₂SO₃

Cho dung dịch brom vào mỗi dung dịch:

Na₂SO₃ làm mất màu dung dịch brom còn Na₂SO₄ thì không:

Na₂SO₃ + Br₂ (nâu đỏ) + H₂O → Na₂SO₄ + 2HBr (không màu)