Giải Hoá học 12 Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 174 SGK

Sau bài học các em sẽ nắm được đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lý, tính chất hóa học dể nhận biết một số ion trong dung dịch. Từ đó vận dụng giải các bài tập ứng dụng và chứng minh các hiện tượng trong cuộc sống hàng ngày có liên quan.

Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 40

Giải bài 1 trang 174 SGK Hoá 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 Hoá 12 SGK trang 174

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 SGK Hoá 12 trang 174

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 Hoá 12

Có 2 dung dịch chứa anion NO₃^-, CO₃^2-. 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 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)

Giải bài 5 Hoá 12 SGK trang 174

Có dung dịch chứa các anion CO₃^2- và SO₄^2- .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 CO₃^2-

2HCl + CO₃^2- → 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 SO₄^2-

SO₄^2- + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2Cl^-.

Giải bài 6 SGK Hoá 12 trang 174

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

Lý thuyết Hóa 12 Bài 40: 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 CrO₄^2- 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 CrO₄^2- 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

Lý thuyết Hóa 12 Bài 40: 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 SO₄^2-

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

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓ (trắng, không tan trong dung dịch axit loãng)

3. Nhận biết anion SO₃^2-

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

SO₃^2- + I₂ + H₂O → SO₄^2- + 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 CO₃^2-

    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:

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ → CO₂↑ + H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

BẢNG TỔNG HỢP NHẬN BIẾT ANION

►►► CLICK NGAY vào nút TẢI VỀ dưới đây để tải về Giải Hóa 12 bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch SGK trang 174 file Word, pdf hoàn toàn miễn phí!