SGK Hóa Học 12 - Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch

  • Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 1
  • Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 2
  • Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 3
  • Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 4
  • Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 5
  • Bài 40: Nhận biết một số ion trong dung dịch trang 6
Chương g PHÂN BIỆT
O một số chất vô cb
Biết cách nhận biết một số cation, một số anion vô co trong dung dịch và một số chất khí vô cơ.
Phòng thí nghiêm Hoá phân tích
NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION TRONG DUNG DỊCH
Biết chọn một số thuốc thứ đặc trưng để nhận biết một số ion trong dung dịch.
- NGUYÊN TẮC NHẬN BIẾT MỘT ION TRONG DUNG DỊCH
Để nhận biết một ion trong dung dịch, người ta thêm vào dung dịch một thuốc thử tạo với ion đó một sản phẩm đặc trưng như một kết tủa, một hợp chất có màu hoặc một chất khí khó tan sủi bọt hoặc một khí bay khỏi dung dịch.
- NHẬN BIẾT MỘT số CATION TRONG DUNG DỊCH
Nhận biết cation Na+
Hầu hết các hợp chất của natri tan nhiều trong nước và không có màu, nên không thể dùng phản ứng hoá học để nhận biết ion Na+ mà dùng phương pháp vật lí thử màu ngọn lửa như sau :
Cho một ít muối natri dưới dạng dung dịch hoặc muối rắn lên một dây platin hình khuyên gắn với một đũa thuỷ tinh nhỏ (dùng làm cán) rồi đưa đầu dây hình khuyên đó vào ngọn lửa đèn khí không màu thì thấy ngọn lửa nhuộm màu vàng tươi. Tuy nhiên, trong không khí của phòng thí nghiệm có nhiều bụi, trong bụi nhiều khi có lượng vết muối natri nên ta thấy ngọn lửa có màu vàng. Vì vậy, khi tiến hành thử ta nhúng dây platin nhiều lần vào dung dịch HC1 sạch và chỉ kết luận sự có mặt ion Na+ khi ngọn lửa có màu vàng tươi.
Nhận biết cation NH4
Thêm lượng dư dung dịch kiềm NaOH hoặc KOH vào dung dịch chứa ion amoni rồi đun nóng nhẹ, giải phóng khí NH3 có mùi khai :
NH4 + OH~ —NH3T + h20
Ta nhận ra khí đó bằng mùi khai của nó hoặc sự đổi màu của giấy quỳ tím tẩm ướt bằng nước cất (màu tím đổi sang màu xanh).
Nhận biết cation Ba2+
Để nhận biết cation Ba2+ và tách nó khỏi dung dịch, người ta dùng dung dịch H2SO4 loãng, thuốc thử này tạo với ion Ba2+ kết tủa màu trắng không tan trong thuốc thử dư:
Ba2+ + so4“ -> BaSO4ị
Nhận biết cation Al3+
Đặc tính của cation này là tạo ra hiđroxit lưỡng tính. Vì vậy, khi thêm từ từ dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+, đầu tiên hiđroxit A1(OH)3 kết tủa sau đó kết tủa này tan trong thuốc thử dư :
Al3+ + 3OH’ -> Al(OH)3ị
Hình 8.1.
AI(OH)3 + OH“ -> A1O2 + 2H2O	KêitủaAl(OH)3
Nhận biết các cation Fe2+ và Fe3+
Nhận biết cation Fe3*
Thêm dung dịch kiềm (OH-),... hoặc NH3 vào dung dịch Fe3+, tạo thành kết tủa Fe(OH)3 màu nâu đỏ :
Fe3+ + 3OH- -4- Fe(OH)3ị
Nhận biết cation Fe2*
Thêm dung dịch kiềm (OH ) hoặc NH3 vào dung dịch Fe2+ thì tạo thành kết tủa Fe(OH)7 có màu trắng hơi xanh.
Ngay sau đó, kết tủa này tiếp xúc với oxi không khí và bị oxi hoá thành Fe(OH)3 :
4Fe(OH)2 + o2 + 2H,O -> 4Fe(OH)3ị
Hình 8.2.
Kết tủa Fe(OH)3
Hình 8.3.
Kết tủa Fe(OH)i
Vì vậy, kết tủa đang từ màu trắng hơi xanh, chuyển dần sang màu vàng rồi cuối cùng thành màu nâu đỏ.
Hình 8.4.
Kết tủa Cu(OH)2
Nhận biết cation Cu2+
Thuốc thử đặc trưng của cation Cu2+ là dung dịch NH3.
Dung dịch thuốc thử đó đầu tiên tạo với ion Cu2+ kết tủa Cu(OH)t màu xanh, sau đó kết tủa này bị hoà tan trong thuốc thử dư tạo thành dung dịch có màu xanh lam đậm.
- NHẬN BIÉT MỘT số ANION TRONG DUNG DỊCH
Nhận biết anion NO3
Nếu trong dung dịch không có anion có khả năng oxi hoá mạnh thì có thể bột Cu hoặc một vài mẩu lá Cu mỏng trong.môi trường axit (axit sunfuric loãng) để nhận biết anion NO 3 :
3Cu + 2NO3 + 8H+ -> 3Cu2+ + 2NOt + 4H2O
Bột Cu tan ra tạo thành dung dịch màu xanh, khí NO không màu bay lên gặp khí oxi của không khí, tạo thành khí NO2 có màu nâu đỏ đặc trưng :
2NO + 02	-> 2NO2
Nhận biết anion soị
Thuốc thu đặc trung và khá chọn lọc cho anion soị- là dùng dịch BaCl trong môi trường axit loãng dư (dung dịch HC1 hoặc HNO3 loãng) :
Ba2+ + soị“ -> BaSO4ị
Môi trường axit dư là cần thiết, vì một loạt anion như
co2-, poị-, so|", HPOị- cũng cho kết tủa trắng với
'	Hình 8.5.
ion Ba , nhưng các kết tủa đó đều tan trong các dung dịch	Kết tủa BaSO4
HC1 hoặc HNO3 loãng, riêng BaSO_ị không tan.
Nhận biết anion cr
Thuốc thử đặc trưng của anion cr là dung dịch AgNO3 trong môi trường HNO3 loãng, phản ứng tạo ra kết tủa trắng.
Ag+ +C1" -> AgClị
Nhận biết anion CO3
Axit HọCO3 là axit rất yếu, dễ dàng phân huỷ ngay tại nhiệt độ phòng : H9CO3 COọt + HọO
Vì vậy, anion co§“ chỉ tồn tại trong các dung dịch bazơ, co2 lại rất ít tan trong nước, nên khi axit hoá dung dịch CO3 bằng dung dịch axit (HC1 hoặc H2SO4 loãng) thì co9 sẽ giải phóng ra khỏi dung dịch, gây sủi bọt khá mạnh. Nếu dẫn khí CO2 vào bình đựng lượng dư nước vôi trong, sẽ quan sát được sự tạo thành kết tủa trắng CaCO3 làm vẩn đục nước vôi trong :
Hình 8.6.
Kết tủa AgCl
Hình 8.7.
Kết tủa CaCOj
coj- + 2H+ co2t + H2O CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3ị + H2O
Hình 8.8. Ông nghiệm 2 nhánh đựng nước vôi trong để nhận biết co 2
ì - Dung dịch COj- ; 2 — Nước vôi trong ; 3 - Nút cao su.
CÓ thể sử dụng các phản ứng đã nêu để nhận biết hoặc phân biệt các ion trong các dung dịch riêng hoặc dung dịch hỗn hợp đơn giản chứa các ion.
. BÀI TẬP
Có 3 dung dịch, mỗi dung dịch chứa 1 cation sau : Ba2+, NH4 , Al3+. Trình bày cách nhận biết chúng.
Dung dịch A chứa đồng thời các cation Fe2+, Al3+. Trình bày cách tách và nhận biết mỗi ion từ dung dịch A.
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
dung dịch chứa ion : NH4.
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+, Na+, Al3+.
Có 2 dung dịch riêng rẽ chứa các anion NO3 , co3_ . Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết các phương trình hoá học.
Có dung dịch chứa các anion CO3- và SO4- . Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch. Viết các phương trình hoá học.
Có 5 dung dịch hoá chất không nhãn, mỗi dung dịch nồng độ khoảng 0,1 M của một trong các muối sau : KCI, Ba(HCO3)2, K2CO3, K2S, K2SO4.
Chỉ dùng dung dịch H2SO4 loãng, nhỏ trực tiếp vào từng dung dịch, thì có thể nhận biết được tối đa những dung dịch nào ?
Hai dung dịch : Ba(HCO3)2, K2CO3.
Ba dung dịch : Ba(HCO3)2, K2CO3, K2S. c. Hai dung dịch : Ba(HCO3)2, K2S.
D. Hai dung dịch : Ba(HCO3)2, K2SO4.