Nhan-biet va tach-chat

Các bài tập nhận biết, tách chất và tinh chế I. Nhận biết 1. Nguyên tắc - Nắm vững tính chất vật lí, hoá học cơ bản của chất đó - Có thể dùng phơng pháp vật lí và hoá học để nhận biết chất, nhng thờng u tiên phơng pháp vật lí trớc - Các phản ứng dùng để nhận biết phải đơn giản, có dấu hiệu rõ ràng: có kết tủa xuất hiện, có khí thoát ra, dung dịch đổi màu Có những phản ứng xảy ra nh ng không có dấu hiệu rõ rệt thì không đợc dùng để nhận biết, ví dụ NaOH + HCl - Nếu có nhiều thuốc thử có thể dùng để nhận biết thì u tiên thuốc thử dễ tìm kiếm và rẻ tiền, cho hiện tợng rõ ràng hơn - Các chất dùng để nhận biết đều đợc gọi là thuốc thử kể cả quì tím, nớc - Đề bài yêu cầu nhận biết các chất riêng biệt thì ta chỉ cần tìm ra ( n -1) chất, còn nếu đề bài yêu cầu chứng minh sự có mặt của n chất trong hỗn hợp thì phẩi nhận biết n chất đó. 2. Phơng pháp Bớc 1: Lấy mẫu thử và đánh số thứ tự (nếu cần) Bớc 2: Lựa chọn thuốc thử, cho vào từng mẫu thử Bớc 3: Nêu hiện tợng quan sát đợc, rút ra kết luận đó là chất gì, viết phơng trình hoá học minh họa ( nếu có ). 3. Các dạng bài tập nhận biết a) Nhận biết các chất riêng biệt: + Thuốc thử không hạn chế + Thuốc thử hạn chế + Không dùng thêm thuốc thử ( phân biệt bằng tính chất vật lí, đun nóng các chất hoặc cho các chất phản ứng với nhau từng đôi một ) b) Chứng minh sự có mặt của nhiều chất trong hỗn hợp 4. Một số thuốc thử thờng dùng a) Dd axit: + quì tím + axit HCl: dd AgNO 3 kết tủa trắng AgCl + axit H 2 SO 4 : kim loại Ba có khí thoát ra và có kết tủa trắng BaSO 4 Dd muối Ba hoặc Ba(OH) 2 : có kết tủa trắng xuất hiện BaSO 4 Dùng BaO rắn: chất rắn tan và có kết tủa trắng BaSO 4 + axit H 3 PO 4 : Dùng dd muối AgNO 3 có kết tủa màu vàng Ag 3 PO 4 + axit HNO 3 : Dùng kim loại Cu dd không màu chuyển dần sang màu xanh, có khí màu nâu thoát ra ( nếu HNO 3 loãng thì có khí NO không màu hoá nâu trong không khí). + axit H 2 S:Dùng dd muối Ag, hoặc Cu có kết tủa đen Ag 2 S hoặc CuS b) Bazơ kiềm: Dùng quì tím hoặc phênolphtalein. Với Ca(OH) 2 sục khí CO 2 hoặc SO 2 xuất hiện kết tủa trắng sau đó kết tủa tan nếu sục d. Với Ba(OH) 2 : Dùng H 2 SO 4 , muối sunfat : có kết tủa trắng BaSO 4 NaOH: đốt trên ngọn lửa đèn cồn có màu vàng. c) Muối Khi nhận biết muối theo kim loại ta dùng dd kiềm ( NaOH ) + Muối Al 3+ : tạo kết tủa trắng keo sau đó kết tủa tan dần trong kiềm d + Muối Cu 2+ : tạo kết tủa keo xanh + Muối Fe 2+ : kết tủa trắng xanh + Muối Fe 3+ : kết tủa đỏ nâu + Muối Mg 2+ : kết tủa trắng không tan trong kiềm d + Muối Ag + : tạo Ag 2 O kết tủa đen + Muối NH 4 + : có khí NH 3 mùi khai và làm xanh giấy quì ẩm + Muoois Zn 2+ : có kết tủa màu trắng sau đó tan trong kiềm d. Nhận biết theo gốc axit: + Gốc Cl - : dd AgNO 3 : có kết tủa trắng AgCl + Br - : dd AgNO 3 : có kết tủa vàng nhạt AgBr + I - : dd AgNO 3 : có kết tủa vàng AgI + S 2- : dd AgNO 3 : có kết tủa đen Ag 2 S + PO 4 3- : dd AgNO 3 : có kết tủa vàng Ag 3 PO 4 + SO 4 2- : dd Ba 2+ : có kết tủa trắng BaSO 4 + CO 3 2- : dùng axit mạnh: có khí CO 2 + SO 3 2- : dùng axit mạnh: có khí SO 2 + SiO 3 : dùng axit mạnh: Tạo H 2 SiO 3 kết tủa keo + NO 3 - : dùng axit mạnh ( HCl, H 2 SO 4 ) và bột Cu: có khí NO 2 mầu nâu d) Các khí: + CO : Dẫn qua bột CuO nung nóng : CuO màu đen chuyển thành màu đỏ của Cu + H 2 : Dẫn qua bột CuO nung nóng : CuO màu đen chuyển thành màu đỏ của Cu + CO 2 : làm đục nớc vôi trong + SO 2 : làm mất màu nâu đỏ của dd nớc brôm SO 2 + Br 2 + H 2 O HBr + H 2 SO 4 + NH 3 : có mùi khai, làm xanh quì tím ẩm, hoặc phản ứng với HCl đậm đặc tạo khói trắng: NH 3(k) + HCl (k) NH 4 Cl (r) ( bột trắng) + H 2 S : mùi trứng thối, tạo kết tủa đen với dd Cu(NO 3 ) 2 + HCl : quì tím ẩm hoá đỏ, tạo khói trắng với NH 3 , tạo kết tủa trắng với dd AgNO 3 + NO : không màu hoá nâu trong không khí + NO 2 : làm lạnh từ màu nâu chuyển sang không màu hoặc làm quì tím ẩm hoá đỏ: 2 NO 2 (màu nâu) C 0 11 N 2 O 4 ( không màu) NO 2 + H 2 O HNO 2 + HNO 3 e) Các oxit: Oxit bazơ: để nhận biết các oxit kim loại thờng phải chuyển thành dung dịch kiềm hoặc dd muối, sau đó nhận biết kiềm và muối để nhận biết các oxit ban đầu. 5. Bài tập 1. Ngời ta đa cho em 1 mẫu oxit, làm thế nào để biết oxit đó thuộc loại oxit nào. 2. Nhận xét sau đây đúng hay sai: Trộn lẫn 2 chất với nhau ta thu đợc một hỗn hợp. Lấy VD minh hoạ. 3. Có 5 mẫu kim loại : Ba, Mg, Al, Fe, Ag. Nếu chỉ dùng dd H 2 SO 4 loãng thì có thể nhận biết đợc những kim loại nào. 4. Trình bày cách phân biệt các chất riêng biệt sau: a) 5 chất bột: Cu, Al, Fe, Ag, S b) 4 chất bột màu trắng: CuO, Na 2 O, MgO, P 2 O 5 c) 4 chất bột: K, Mg, Al, Ag 5. Chỉ dùng thêm 1 hoá chất, hãy phân biệt các oxit riêng biệt sau: K 2 O, Al 2 O 3 , MgO 6. Hãy chọn 1 thuốc thử thích hợp để nhận biết các dd riêng biệt sau: a) NaOH, Ba(OH) 2 , Na 2 SO 4 và NaCl b) NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 , NaNO 3 , Al(NO 3 ) 3 , MgCl 2 , FeCl 2 , FeCl 3 . 7. Chỉ dùng H 2 O và CO 2 có thể nhận biết đợc 5 chất bột màu trắng sau đây không: Na 2 CO 3 , NaCl, Na 2 SO 4 , BaCO 3 và BaSO 4 8. Trình bày phơng pháp hoá học để nhận biết từng dung dịch trong các trờng hợp sau: a) NaCl, NaNO 3 và HCl đựng trong 3 lọ riêng biệt b) NaCl, CaCl 2 và AlCl đựng trong 3 lọ riêng biệt c) HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 trong cùng một dung dịch loãng 9. Chỉ dùng 1 hoá chất thích hợp hãy nhận biết a) CaCl 2 , Ba(OH) 2 , Na 2 SO 4 , KOH b) Ba(NO 3 ) 2 , NaCl, H 2 SO 4 , HCl c) NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 , NaNO 3 , MgCl 2 , FeCl 2 , FeCl 3 , Al(NO 3 ) 2 , CuCl 2 d) CaCO 3 , Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 và SiO 2 đ) Các dung dịch K 2 SO 4 , K 2 CO 3 , K 2 SiO 3 , K 2 S, K 2 SO 3 . 10. Nhận biết các chất sau mà không dùng hoá chất khác : H 2 O, dd NaCl, dd HCl, dd Na 2 CO 3 11. Có 5 lọ mất nhãn mỗi lọ đựng 1 trong các dung dịch sau: NaHCO 3 , NaHSO 4 , Mg(HCO 3 ) 2 , Na 2 SO 3 , Ba(HCO 3 ) 2 . Trình bày cách nhận biết từng dung dịch mà không dùng hoá chất khác. 12. Không dùng thêm thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch: a) CaCl 2 , Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , Ca(HCO 3 ) 2 b) NaHCO 3 , Na 2 CO 3 , BaCl 2 , Na 3 PO 4 , H 2 SO 4 c) MgCl 2 , NaOH, NH 4 Cl, BaCl 2 , H 2 SO 4 d) NH 4 NO 3 , Al(NO 3 ) 3 , Pb(NO 3 ) 2 , FeCl 3 , HCl, KOH đ) K 2 SO 4 , Al(NO 3 ) 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 , Ba(NO 3 ) 2 và NaOH 13. NH 3 bị lẫn hơi nớc, muốn có NH 3 tinh khiết có thể dùng các chất nào trong số các chất sau: P 2 O 5 , Na, H 2 SO 4 đặc, CaO, KOH 14. Cho 2 ống nghiệm (1) và (2) đều đựng dd KI. Cho luồng khí O 2 qua dd ống (1) và O 3 qua dd ống (2). a) Nêu hiện tợng và từ đó so sánh tính oxi hoá của O 2 và O 3 b) Nhận biết sản phẩm tạo ra trong ống (2). II. Tách chất và tinh chế các chất 1. Phơng pháp a) Sử dụng phơng pháp vật lí: - Phơng pháp lọc: tách chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng - Phơng pháp chiết: tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng không đồng nhất. - Phơng pháp chng cất phân đoạn: các chất có t o s khác nhau nhiều. - Phơng pháp làm đông đặc: các chất có nhiệt độ đông đặc khác nhau nhiều - Phơng pháp lợm nhặt: các chất rắn có màu sắc khác nhau - Phơng pháp từ tính; cô cạn - Phơng pháp sắc kí: sắc kí khí, sắc kí lỏng b) Sử dụng phơng pháp hoá học * Sơ đồ tách: XY A AX +Y + X p. tái tạo A B p. tách B 2 Phản ứng dùng để tách phải thoã mãn 3 yêu cầu: 3 Chỉ tác dụng lên chất cần tách trong hỗn hợp 4 Từ sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng khỏi hỗn hợp 5 Từ sản phẩm tạo thành dễ dàng tái tạo lại đợc chất ban đầu Lu ý: Khác với bài tập nhận biết, bài tập tách chất yêu cầu phải tách toàn bộ các chất ra khỏi nhau vì vậy phải tiến hành tất cả đối với hỗn hợp. Nói cách khác là không lấy mẫu. 2. Bài tập 1. Hãy dùng phơng pháp hoá học để tách các kim loại: Cu, Ag, Al, Fe ra khỏi hỗn hợp. 2. Trình bày phơng pháp để tinh chế muối ăn tinh khiết từ hỗn hợp NaCl, Na 2 SO 4 , NaBr, MgCl 2 , CaCl 2 và CaSO 4 . NaCl NaCl Br 2 NaCl NaBr + Na 2 CO 3 NaBr + Cl 2 NaBr MgCl 2 Na 2 CO 3 (d) MgCl 2 + BaCl 2 CaCl 2 NaCl CO 2 ,Cl 2 CaCl 2 BaCl 2(d) MgCO 3 Na 2 CO 3 + HCl Na 2 SO 4 CaCO 3 Cl 2(d) NaCl CaSO 4 BaSO 4 BaCO 3 HCl t 0 NaCl 3. Bằng phơng pháp hoá học hãy tách Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 và SiO 2 ra khỏi hỗn hợp. 4. Trong phòng thí nghiệm thờng điều chế CO 2 từ CaCO 3 và HCl do đó CO 2 bị lẫn một ít khí HCl và hơi nớc. Làm thế nào để có CO 2 hoàn toàn tinh khiết.( NaHCO 3 H 2 SO 4 hoặc P 2 O 5 ). 5. Nêu 2 phơng pháp tách Ag Cu ra khỏi hợp kim. 6. Để làm khô khí NH 3 , HCl ngời ta làm thế nào.