SKKN phân loại và phương pháp giải các bài tập nhận biết hoá chất

1 LỜI NÓI ĐẦU Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm, được ứng dụng nhiều trong đời sống thực tiễn, kỹ thuật, vì vậy trong quá trình giảng dạy bộ môn này, công tác kiểm tra đánh giá cũng thiên về các kỹ năng áp dụng kiến thức lý thuyết vào trong đời sống. Bài tập nhận biết hoá chất cũng là một dạng như vậy. Chính vì vậy, trong các bài kiểm tra thi tốt nghiệp, thi đại học, cao đẳng thường xuyên xuất hiện những bài tập nhận biết để đánh giá viêc lĩnh hội kiến thức của học sinh cũng như khả năng tư duy, áp dụng kiến thức lý thuyết vào cuộc sống. Trên lớp, học sinh được cung cấp đầy đủ những tính chất hóa học, vật lý của các chất vô cơ và hữu cơ, tuy vậy để áp dụng những kiến thức đó vào việc giải bài tập nhận biết đối với học sinh không phải là việc làm đơn giản. Cần phải có kiến thức tổng quan và hơn hết, phải biết vận dụng linh động những kiến thức đó. Đây là việc không ít học sinh có lực học khá song còn rất bỡ ngỡ. Xuất phát từ thực tiễn giảng dạy và nhu cầu của học sinh trường phổ thông, tôi chọn vấn đề “Phân loại và phương pháp giải các bài tập nhận biết hoá chất” là nội dung đầu tiên trong bộ “Phân loại và phương pháp giải các dạng bài tập hoá học” mà tôi dự định hoàn thành. Hy vọng đây sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn đọc yêu thích bộ môn hoá học. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung từ phía các thầy cô giáo và các em học sinh để giúp tôi hoàn thiện ý tưởng này. 1 PHẦN I: PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ GIẢI BÀI TẬP NHẬN BIẾT Thông thường, để giải một bài tập nhận biết, học sinh phải nắm chắc tính chất vật lý, hoá học của các chất cần nhận biết và các chất có liên quan với các chất cần nhận biết. Những tính chất vật lý bao gồm: tính tan, trạng thái, màu sắc, mùi vị của các hoá chất. Những tính chất hoá học gồm: khả năng làm đổi màu chất chỉ thị, khả năng tạo khí, khả năng hoà tan, khả năng tạo kết tủa Ngoài ra, cần năm được các hiện tượng của một số phản ứng tiêu biểu như: nổ, cháy, mất màu Để trình bày bài tập một cách thuận tiện, học sinh có thể giải ra nháp theo hai cách: Kẻ bảng hoặc dùng sơ đồ hình cây. Giải bài tập nhận biết, cần thực hiện đầy đủ 2 yêu cầu: + Mô tả hiện tượng, các hiện tượng nêu ra phải có sự khác biệt căn bản mà mắt thường có thể nhận biết được. + Minh hoạ bằng phương trình phản ứng. Ví dụ: Bằng phương pháp hoá học, hãy phân biệt 3 chất rắn dạng bột sau: Mg, Al, Cu. Nháp: Kẻ bảng Sơ đồ hình cây Thuốc thử Mg Al Cu NaOH 0 ↑ 0 HCl ↑ 0 Mg, Al, Cu Al Mg, Cu +NaOH +HCl ↑ ↑ 1 Mg Cu Giải: - Lấy mỗi chất một lượng nhỏ cho vào ba ống nghiệm khác nhau. - Nhỏ dung dịch HCl vào ba ống nghiệm đó, ống nào kim loại không bị tan và không có khí thoát ra là Cu. Hai ống còn lại là Al và Mg. 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 ↑ Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2 ↑ Cu + HCl ≠ - Lấy một lượng nhỏ hai chất rắn còn lại (Mg, Al) cho vào hai ống nghiệm khác nhau. Thêm vào hai ống nghiệm dung dịch NaOH đặc. Kim loại nào bị hoà tan và có khí thoát ra là Al, còn lại là Mg. 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ Mg + NaOH ≠ Chú ý: - Có thể có nhiều cách giải một bài tập nhận biết, nên chọn cách giải ngắn gọn và có khả năng trình bày rõ ràng nhất. - Nên có khâu “trích hoá chất” trước khi tiến hành mỗi bước giải. - Cần mô tả xúc tích nhưng phải đầy đủ các bước tiến hành. - Viết tất cả các phương trình phản ứng (nếu có) mà phần mô tả đề cập đến. 1 PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP CỤ THỂ I: DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT KHÔNG GIỚI HẠN THUỐC THỬ: * Phương pháp giải: Đây là dạng bài tập đơn giản nhất trong số các bài tập nhận biết vì trong quá trình giải có thể tự do chọn lựa các loại hoá chất cần thiết để làm thuốc thử và đây cũng là dạng bài có nhiều cách giải. Đặc điểm để nhận dạng bài tập dạng này là đề bài không đề cập đến giới hạn hoá chất. Ví dụ 1: Cho các dung dịch không màu đựng trong các lo riêng biệt bị mất nhãn: NaCl, Na 2 S, Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 , Na 2 SO 4 , bằng phương pháp hoá học hãy nhận biết các hoá chất trên. Giải: Cho các dung dịch lần lượt vào các ống nghiệm khác nhau. Cho vào mỗi ống nghiệm vài giọt dung dịch H 2 SO 4 ; + Dung dịch nào có khí mùi trứng thối thoát ra là Na 2 S: Na 2 S + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 S↑ mùi trứng thối + Dung dịch nào có khí không mùi thoát ra là Na 2 CO 3 : Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + CO 2 ↑ không mùi + H 2 O Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + SO 2 ↑ mùi xốc + H 2 O Hai dung dịch còn lại không có hiện tượng gì cho vào hai ống nghiệm khác nhau. + Cho vài giọt dung dịch BaCl 2 vào hai ống nghiệm đó, dung dịch nào phản ứng tạo thành kết tủa trắng là Na 2 SO 4 : 1 Na 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl Ví dụ 2: a) Bằng phương pháp hoá học, hãy phân biệt 4 bình khí sau: H 2 , CO, CO 2 , N 2 ; b) Bằng phương pháp hoá học, hãy xác định sự có mát coau 3 khí H 2 , CO, CO 2 trong một bình. Giải: a) Lấy mỗi bình một ít khí đem đốt cháy, rồi làm lạnh sản phẩm. + Bình có chất cháy và có nước là H 2 : 2H 2 + O 2 → 2H 2 O + Bình có chất cháy mà không có nước là CO: 2CO + O 2 → 2CO 2 + Hai bình không óc chất cháy là CO 2 và N 2 . Cho khí ở hai bình không cháy đi qua nước vôi trong, khí nào tạo kết tủa trằng là khí CO 2 : CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2H 2 O Khí còn lại là N 2 . b) Trước hết cho hỗn hợp khí đi qua dd nước vôi trong dư, thấy tạo thành kết tủa trắng chừng tỏ có khí CO 2 : CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2H 2 O Đốt cháy hỗn hợp khí còn lại, làm lạnh sản phẩm thấy có nước ngưng tụ chứng tỏ có H 2 : 2H 2 + O 2 → 2H 2 O Cuối cùng cho sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi trong, thấy có kết tủa trắng chứng toả khí CO bị cháy thành CO 2 : 2CO + O 2 → 2CO 2 1 Ví dụ 3: Có 4 hợp chất: Rượu etylic, axit axetic, phênol, benzen. Nêu phương pháp hoá học để phân biệt 4 hợp chất đó. Giải: + Lấy 4 loại hoá chất cho vào 4 ống nghiệm khác nhau, dùng quỳ tím cho vào các ống nghiệm đó, chất nào làm quỳ tím chuyển thành mầu hồng là axit axetic. + Ba ống nghiệm còn lại, cho vào mỗi ống vài giọt dung dịch Brôm, ở ống nào xuất hiện kết tủa màu trắng thì đó là phênol, ta nhận biết được phênol: C 6 H 5 OH + 3Br 2 → C 6 H 2 Br 3 OH↓ trắng + 3HBr Hai ống còn lại không có hiện tượng gì. + Hai chất còn lại là rượu etylic và benzen cho vào hai ống nghiệm khác nhau. Cho vào mỗi ống một mẩu Na, ống nào Na bị tan ra và có khí bay lên là etylic: 2C 2 H 5 OH + 2Na → 2C 2 H 5 ONa + H 2 ↑ Chất còn lại là benzen. 1 II - DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT GIỚI HẠN THUỐC THỬ: * Phương pháp giải: Sử dụng loại thuốc thử mà bài đã cho để nhận biết các hoá chất. Nếu bài tập cho điều kiện chỉ chọn một chất thử hoặc một dung dịch chứa một chất tan làm thuốc thử thì cần lựa chọn loại thuốc thử nào có thể nhận biết được ít nhất một chất, sau đó có thể dùng những chất đã nhận biết được để làm thuốc thử nhận biết các chất tiếp theo. Ví dụ 1: Chỉ dung thêm nước, hãy nhận biết 4 chất rắn sau: Na 2 O, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Al. Giải: Cho 4 chất rắn vào 4 ống nghiệm khác nhau đã có sẵn nước. Chất rắn nào bị tan ra thì đó là Na 2 O, tan thu được dung dịch NaOH; Na 2 O + H 2 O → 2NaOH Các chất rắn còn lại không có phản ứng. Chia dung dịch NaOH thành 3 phần, cho lần lượt các chất rắn còn lại vào từng phần. Chất rắn nào bị tan ra và có khí bay lên là Al: 2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2 ↑ Chất rắn nào bị tan ra và không có khí bay lên là Al 2 O 3 : Al 2 O 3 + 2NaOH → 2NaAlO 2 + H 2 O Chất không bị tan ra là Fe 2 O 3 ; Ví dụ 2: Cho 4 mẫu kim loại Mg, Zn, Fe, Ba. Nếu chỉ dùng dung dịch H 2 SO 4 loãng (không được dùng thêm hóa chất nào khác) có thể nhận biết được những mẫu kim loại nào? Giải thích. 1 Giải: + Cho lần lượt 4 kim loại trên vào 4 ống nghiệm khác nhau, thêm dung dịch H 2 SO 4 vào 4 ống nghiệm đó. ống nào có bọt khí bay a và xuất hiện kết tủa trắng thì kim loại trong ống là Ba. Ba + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + H 2 ↑ Ở các ống còn lại đều có bọt khí và kim loại đều tan vì tạo muối tan: Mg + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 ↑ Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 ↑ Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 ↑ + Cho tiếp Ba vào ống nghiệm chứa BaSO 4 tới dư, lọc bỏ kết tủa sẽ thu được dung dịch Ba(OH) 2 : Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 ↑ Cho các kim loại còn lại vào dung dịch có chứa Ba(OH) 2 chí có Zn tan: Zn + Ba(OH) 2 → BaZnO 2 + H 2 ↑ + Cho tiếp Ba(OH) 2 vào ống nghiệm có chứa dung dịch MgSO 4 , FeSO 4 trên, ống nghiệm có kết tủa trắng là MgSO 4 , nhận biết được Mg: MgSO 4 + Ba(OH) 2 → Mg(OH) 2 ↓ + BaSO 4 ↓ + Ống nghiệm nào có kết tủa trắng, sau đó chuyển sang nâu đỏ là ống chứa dung dịch FeSO 4 , nhận biết được Fe: FeSO 4 + Ba(OH) 2 → Fe(OH) 2 ↓ + BaSO 4 ↓ 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Fe(OH) 3 ↓ (Nâu đỏ) Ví dụ 3: Chỉ được sử dụng một dung dịch chứa một chất tan để nhận biết các dung dịch muối sau: Al(NO 3 ) 3 , (NH 4 ) 2 SO 4 , NaNO 3 , NH 4 NO 3 , MgCl 2 , FeCl 2 đựng trong các lọ riêng biệt bị mất nhãn, viết các phương tình phản ứng hoá học xảy ra. 1 Giải: Lấy mỗi dung dịch một lượng nhỏ cho vào các ống nghiệm khác nhau, thêm từ từ vào mỗi ống nghiệm dung dịch Ba(OH) 2 ; + Ống nghiệm nào tạo thành kết tủa keo, sau đó kết tủa bị hoà tan thì chất ban đầu là Al(NO 3 ) 3 : 2Al(NO 3 ) 3 + 3Ba(OH) 2 → 2Al(OH) 3 ↓ + 3Ba(NO 3 ) 2 2Al(OH) 3 + Ba(OH) 2 → Ba(AlO 2 ) 2 + 4H 2 O + Ống nghiệm nào tạo thành kết tủa trắng và có khí mùi khai bay lên thì chất ban đầu là (NH 4 ) 2 SO 4 : (NH 4 ) 2 SO 4 + Ba(OH) 2 → BaSO 4 ↓ + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O + Ống nghiệm nào chỉ có khí mùi khai bay lên thì chất ban đầu là NH 4 NO 3 : 2NH 4 NO 3 + Ba(OH) 2 → Ba(NO 3 ) 2 + 2NH 3 ↑ + 2H 2 O + Ống nghiệm nào chỉ tạo thành kết tủa trắng bền thì chất ban đầu là MgCl 2 : MgCl 2 + Ba(OH) 2 → Mg(OH) 2 ↓ + BaCl 2 + Ống nghiệm nào tạo thành kết tủa xanh lục sau đó hoá nâu trong không khí thì chất ban đầu là FeCl 2 : FeCl 2 + Ba(OH) 2 → Fe(OH) 2 ↓ + BaCl 2 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Fe(OH) 3 1 III - DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT KHÔNG ĐƯỢC DÙNG THÊM LOẠI THUỐC THỬ NÀO KHÁC: * Phương pháp giải: Cách 1: Dùng phương pháp đun nóng hoặc điện phân để nhận ra một hay nhiều hoá chất, sau đó sử dụng hoá chất đã nhận biết được để làm thuốc thử. Cách 2: Trích mẫu thử rồi cho các chất lần lượt tác dụng với nhau, căn cứ vào hiện tượng khác nhau để nhận biết các loại hoá chất. Có thể dùng các hoá chất đã nhận biết được để nhận biết các loại hoá chất còn lại. Khi trình bày, nên kẻ bảng theo mẫu: Hoá chất 1 Hoá chất 2 Hoá chất n Hoá chất 1 Hiện tượng 1 Hiện tượng 2 Hoá chất 2 Hoá chất n Tổng hợp Các hiện tượng Các hiện tượng Các hiện tượng Các hiện tượng Sau khi nhận xác định các hiện tượng khác nhau, rút ra kết luận và viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra. Ví dụ 1: Có 4 lọ mất nhãn đựng một trong các dung dịch sau: NaHSO 4 , KHCO 3 , Mg(HCO 3 ) 2 , Ba(HCO 3 ) 2 . Không dùng thêm hoá chất nào khác, trình bày phương pháp nhận biết từng dung dịch. Giải: [...]... năm 1998 NXB Giáo dục - 1998 MỤC LỤC NỘI DUNG Trang Lời nói đầu 1 Phần I: Phương pháp chung để giải bài tập nhận 2 biết Phần II: Phương pháp giải các dạng bài tập cụ thể 4 I -Dạng bài tập nhận biết không giới hạn thuốc thử 4 II - Dạng bài tập nhận biết giới hạn thuốc thử 6 III - Dạng bài tập nhận biết không được dùng thêm loại thuốc thử nào khác 8 Phụ lục 10 1 8 Phó Thä - 2009... bay lên và có kết tủa trắng thì chất ban đầu là Ba(HCO 3)2, ống nghiệm nào chỉ có khí bay lên thì chất ban đầu là Mg(HCO3)2: BaCO3 + 2NaHSO4 → BaSO4↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑ MgCO3 + 2NaHSO4 → MgSO4 + Na2SO4 + H2O + CO2↑ Ví dụ 2: Không dùng thêm hoá chất nào khác, hãy nhận biét các dung dịch mất nhãn sau: NaOH, NH4Cl, (NH4)2SO4, Ba(OH)2, MgSO4; Giải: Lấy mỗi chất một lượng nhỏ rồi cho tứng cặp chất tác... khí mùi khai và có kết tủa trắng, một thí nghiệm cho kết tủa trắng là Ba(OH)2: Ba(OH)2 + 2NH4Cl → BaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O Ba(OH)2 + (NH4)2SO4 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O Ba(OH)2 + MgSO4 → BaSO4↓ + MgCl2 + Chất nào có hai thí nghiệm cho kết tủa trắng là MgCl2: MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + Na2SO4 MgSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + MgCl2 1 PHỤ LỤC: PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ VÀ ION THƯỜNG GẶP STT Chất Thuốc... NH3↑ + H2O Ba2+ + SO42- → BaSO4 SO32- + 2H+ → SO2↑ + H2O Cu + 2NO3- + 8H+ → Cu2+ 2NO2↑ + 4H2O 1 PHƯƠNG PHÁP NHẬN BIẾT MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ STT 1 2 3 4 5 6 7 8 Loại hợp chất An ken, ankađien, Thuốc thử DD Br2 hoặc Hiện tượng Mất nàu nâu đỏ an kin An kin có liên kết 3 DD KMnO4 Mất màu tím DD Ag2O/NH3 ↓ màu vàng ở đầu mạch Rượu bậc một CuO, t0, + Ag2O/NH3 Chức anđêhit - Ag2O/NH3, t0 CH=O Chức axit - COOH... nguội HNO3, t 1 0 lại hiện ra Sản phẩm màu vàng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Quan Hán Thành - Câu hỏi giáo khoa hoá đại cương và vô cơ NXB Trẻ 1999 2 Đào Hữu Vinh - Giới thiệu đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng môn hoá năm 2001 - 2002 NXB Giáo dục – 2001 3 Đề thi tuyển sinh môn hoá khối A, B các năm 2002 → 2005 4 Đào Hữu Vinh - Bộ đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng môn hoá năm 1998 NXB Giáo dục - 1998 MỤC LỤC... CHẤT VÔ CƠ VÀ ION THƯỜNG GẶP STT Chất Thuốc thử Hiện tượng Dd KI + hồ tinh Không màu Phương trình Cl2 + 2KI → 2KCl + I2 1 Cl2 bột Hồ tinh bột hoá xanh Hoá xanh Mất màu nâu HTB + I2 → xanh 2 I2 3 SO2 DD Br2 đỏ 2HBr + H2SO4 Pb2+ + H2S→ PbS↓+ 4 H2S DD Pb(NO3)2 ↓ đen 5 NO Không khí Hoá nâu 6 NO2 Quỳ tím ẩm Hoá đỏ 7 CO CuO Hoá đỏ NO CO + CuO → Cu + CO2 CO2 + Ca(OH)2→ 8 CO2 DD Ca(OH)2 Vẩn đục CaCO3 + SO2 +... dung dịch một lượng nhỏ cho vào các ống nghiệm khác nhau, đun nóng các dung dịch đó, dung dịch nào không có khí bay lên đó là NaHSO4, dung dịch nào có khí bay lên nhưng không có kết tủa là KHCO 3, hai dung dịch còn lại có khí bay lên và có kết tủa màu trắng: 2KHCO3 → K2CO3 + CO2↑ + H2O Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2↑ + H2O Ba(HCO3)2 → BaCO3↓ + CO2↑ + H2O + Thêm tiếp dd NaHSO4 vào hai ống nghiệm còn lại,... 2NaOH + MgSO4 → Mg(OH)2↓ + Na2SO4 + Chất nào có hai thí nghiệm cho khí mùi khai là NH4Cl: NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3↑ + H2O 2NH4Cl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O + Chất nào có một thí nghiệm cho khí mùi khai, một thí nghiệm cho khí mùi khai và có kết tủa trắng là (NH4)2SO4: (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O + Chất nào có một thí nghiệm cho khí mùi... 15 16 O2 H2O H2 Li+ Na+ K+ Ca2+ Ba2+ 17 Mg2+ 18 2+ Đỏ → đen Trắng → xanh Hoá đỏ Đỏ thắm Thử mầu ngọn Vàng Tím hồng lửa Da cam 2SO4 ↓ trắng bền Cu Cu CuSO4 khan CuO ↓ trắng bền DD NaOH ↓1 xanh 2Cu +O2 → 2CuO H2 + CuO → Cu + H2O Ba2+ + SO42- → BaSO4 Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓ Cu2+ + 2OHCu(OH)2↓ → Fe2+ 19 2OH- + → ↓ xanh lục, Fe(OH)2↓ hoá nâu Fe2+ Fe(OH)2 + O2 + H2O → 20 Fe3+ ↓ Nâu đỏ 21 NH4+ ↑ mùi khai 22... chất một lượng nhỏ rồi cho tứng cặp chất tác dụng với nhau từng đôi một, ta nhận thấy hiện tượng như sau: NaOH NH4Cl (NH4)2SO4 Ba(OH)2 NaOH 0 ↑khai ↑khai 0 NH4Cl ↑khai 0 0 ↑khai (NH4)2SO4 ↑khai 0 0 Ba(OH)2 0 ↑khai ↑khai MgSO4 ↓Trắng 0 0 ↑khai↓Tr ↓Trắng 0 ↓Trắng ắng MgSO4 0 0 0 ↓Trắng ↓Trắng Tổng hợp ↑↑↓ ↑↑ ↑(↑↓) ↑(↑↓)↓ ↓↓ 1 + Chất nào có hai thí nghiệm cho khí mùi khai, một thí nghiệm cho kết tủa trắng . phổ thông, tôi chọn vấn đề Phân loại và phương pháp giải các bài tập nhận biết hoá chất là nội dung đầu tiên trong bộ Phân loại và phương pháp giải các dạng bài tập hoá học” mà tôi dự định hoàn. ĐỂ GIẢI BÀI TẬP NHẬN BIẾT Thông thường, để giải một bài tập nhận biết, học sinh phải nắm chắc tính chất vật lý, hoá học của các chất cần nhận biết và các chất có liên quan với các chất cần nhận. chất đã nhận biết được để nhận biết các loại hoá chất còn lại. Khi trình bày, nên kẻ bảng theo mẫu: Hoá chất 1 Hoá chất 2 Hoá chất n Hoá chất 1 Hiện tượng 1 Hiện tượng 2 Hoá chất 2 Hoá chất