Chuyên đề 9 tách chất và tin chất khỏi hỗn hợp

1.2- Phương pháp:  Một số phương pháp vật lý thường sử dụng: – Cô cạn: Áp dụng để tách lấy chất tan không bay hơi ra khỏi dung dịch.. Ví dụ 3: Trình bày phương pháp tách riêng từng ch

Trang 1

 X thường là dung dịch (hoặc chất lỏng) để hòa tan chất rắn hoặc hấp thụ khí

(Thường chọn chất X chỉ phản ứng được với một chất trong hỗn hợp)

 Y là chất tham gia phản ứng tái tạo lại chất A đã mất (bằng một phản ứng hoặc nhiều phản ứng)

 Ta chỉ thu được một chất tinh khiết khi chất đó có trạng thái khác với các chất còn lại trong cùng một hệ chất (như kết tủa, chất khí thoát ra, chất lỏng phân 2 lớp

…) bằng các phương pháp vật lý (lọc, cô cạn, chiết,chưng cất…)

1.2- Phương pháp:

 Một số phương pháp vật lý thường sử dụng:

– Cô cạn: Áp dụng để tách lấy chất tan (không bay hơi) ra khỏi dung dịch

– Lọc: Áp dụng tách lấy chất kết tủa ra khỏi dung dịch

– Kết tinh phân đoạn: Tách lấy chất có độ tan thay đổi nhiều theo nhiệt độ

– Phương pháp từ tính: Tách chất bị nhiễm từ (như bột sắt, bột Fe 3 O 4) ra khỏi hỗn hợp gồm chất bị nhiễm từ và chất không bị nhiễm từ

– Chưng cất: Thường áp dụng để tách chất lỏng theo nhiệt nhiệt đội sôi

(Hỗn hợp gồm chất bay hơi và chất không bay hơi, hoặc có t 0 sôi khác nhau)

– Chiết: Áp dụng để tách hỗn hợp gồm các chất lỏng không tan vào nhau

 Hình ảnh minh họa phương pháp chiết và chưng cất:

Hình 2: Chiết 2 lớp chất lỏng Hình 1: Chưng cất

Trang 2

11 chuyên đề mới, hay và khó BD HSG môn Hóa học THCS - Nguyễn Đình Hành

1.3- Một số sơ đồ loại bỏ và tái tạo lại chất

a) Sơ đồ loại bỏ và tái tạo một số đơn chất, hợp chất vô cơ thường gặp:

 Sơ đồ 1: Với kim loại (R) trước Mg và oxit của nó:

®pnc

dd HCl d

RCl x hoÆc axit m¹nh kh¸c d

R(OH)x

HoÆc R

* Nhánh (1): Nếu R là kim loại mạnh từ Al trở về trước trong dãy kim loại

* Nhánh (2): Nếu R là kim loại có hidroxit không lưỡng tính và yếu hơn Al

 Sơ đồ 3: Với oxit hoặc hidroxit của kim loại yếu: CuO, Ag2O, Cu(OH)2

2 x

HCl dd

AgOH

2Ag

kh«ng bÒn, tù ph©n hñy thµnh Ag O2

H ,CO t t

 Sơ đồ 5: Với các chất khí vô cơ thường găp (CO2, SO2, H2S, H2, NH3 ):

+) Lưu huỳnh đioxit (SO2): SO2ddBr2(HBrH SO )2 4  SSO2

CuO t

Trang 3

5

b) Sơ đồ loại bỏ và tái tạo một số hợp chất hữu cơ thường gặp:

 Sơ đồ 6: Hấp thụ và tái tạo lại Anken, ankin

g m¹ch

 Sơ đồ 7: Loại bỏ và tái tạo lại dẫn xuất loại ancol (rượu) và axit cacboxylic

* Rượu (ancol): ROH Na RONa H O 2 ROH

làm khô(CaO),chưng cất, ngưng tụ



* Axit hữu cơ: NaOH

RCOOH RCOONachưng cất, làm khô, ngưng tụ HCl RCOOH

0

250 C



Na2SO4 + 2HClkhí

b) Nhiệt phân muối nitrat: Sản phẩm tùy thuộc vào mức độ hoạt động của các

kim loại (xem dãy hoạt động hĩa học của kim loại ở chuyên đề tốn kim loại tác dụng với muối khi phản ứng khơng hồn tồn)

c) Nhiệt phân muối cacbonat

* Muối cacbonat trong hịa: Chỉ xảy ra với các muối tan khơng tan trong nước

0

t 3

Trang 4

2FeCl3 (dư) + Zn  ZnCl2 + 2FeCl2 (muối sắt sinh ra có lẫn tạp chất)

2FeCl3 + Cu  CuCl2 + 2FeCl2 (muối sắt sinh ra có lẫn tạp)

2FeCl3 + Fe  3FeCl2

2FeCl2 + Cl2  2FeCl3

2FeSO4 + 2H2SO4 đặc nóng  Fe2(SO4)3 + 2H2O + SO2 

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 loãng  5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

3Fe(NO3)2 + 4HNO3 loãng  3Fe(NO3)3 + 2H2O + NO 

FeO + 4HNO3 đặc nóng  Fe(NO3)3 + 2H2O + NO2 

2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc nóng  3Fe2(SO4)3 + 10H2O + SO2 

2FeS2 + 14H2SO4 đặc nóng  Fe2(SO4)3 + 14H2O + 15SO2 

3Fe(OH)2 + 10HNO3 loãng  3Fe(NO3)3 + 8H2O + NO 

FeCO3 + 4HNO3 đặc nóng  Fe(NO3)3 + 2H2O + CO2  + NO2 

ban đầu lên thành hóa trị cao nhất trong muối sản phẩm)

( 3)

Trang 5

7

e) Điện phân muối clorua (cấp THCS hầu như không gặp các loại muối khác)

* Điện phân dung dịch, có màng ngăn xốp (ở điện cực dương)

* Điện phân nóng chảy muối clorua của kim loại mạnh (điện phân muối rắn)

CuCl2 ®iÖn ph©n dung dÞch Cu + Cl2 

FeCl2 ®iÖn ph©n dung dÞch Fe + Cl2 

f) Phản ứng của các oxit lưỡng tính và hidroxit lưỡng tính

(ZnO, Zn(OH)2, Al2O3, Al(OH)3, Cr2O3, Cr(OH)3)



itit

Trang 6

11 chuyên đề mới, hay và khĩ BD HSG mơn Hĩa học THCS - Nguyễn Đình Hành

Zn(OH)2 + H2SO4  ZnSO4 + 2H2O

Zn(OH)2 + 2NaOH  Na2ZnO2 + 2H2O

Lưu ý: Các muối chứa gốc –AlO 2 , =ZnO 2 , –CrO 2 tác dụng với các axit tạo thành hidroxit tương ứng:

CO2 + 2H2O + NaAlO2  NaHCO3 + Al(OH)3 

HCl thiếu + H2O + NaAlO2  NaCl + Al(OH)3 

4HCl dư + NaAlO2  NaCl + AlCl3 + 2H2O

g) Một số phản ứng điều chế các hợp chất hữu cơ quan trọng

CnH2n-2 + 2H2 0

Ni t

 Nhận xét:

1- Các chất đồng đẳng của metan (Ankan: C n H 2n+2 ) thường điều chế theo phương pháp vơi tơi xút (phản ứng 4) hoặc cộng H 2 vào hidrocacbon khơng no cĩ cùng chỉ số cacbon trong phân tử (phản ứng 5 hoặc 6)

2- Trong các bài tập tách hỗn hợp khí thì CH 4 và các Ankan thường cho thốt ra khỏi các bình nước vơi, dung dịch brom, AgNO 3 /NH 3 nên khơng cần các phản ứng tái tạo lại

Etilen

C2H4

Pd / PbCO t

CH3-CH2OH H SO 2 4

180 C đặc

(số 5:phản ứng tách HX khỏi dẫn xuất halogen)

 Nhận xét: Các đồng đẳng của etilen (anken: hidrocacbon mạch

hở dạng C n H 2n ) cĩ phương pháp điều chế tương tự như etilen Axetilen

C2Ag2 + H2SO4 lỗng C2H2  + Ag2SO4 (3)

Trang 7

9

C2H4Br2 + 2KOH rượu C2H2  + 2H2O + 2KBr (4) CHBr = CHBr + Zn t 0

Trang 8

CH3CHO + ½ O2

2 0

Mn

t C



  CH3COOH (4)

h) Một số phản ứng khó về chuyển hóa các hợp chất hữu cơ

(Phần mở rộng kiến thức nhằm giúp học sinh có tư liệu tham khảo)

RCOOH + CHCH xt RCOOCH=CH2 (Cộng RCOOH vào ankin) R-CHO + H2 0

Ni t

 R-CH2OH (Phản ứng cộng H2 vào nhóm -HC=O) R-CHO + Br2 + H2O  R-COOH + 2HBr (Tính khử của nhóm –CHO) H-COOH + Ag2O NH ,t 3 o

 H2O + CO2 + 2Ag  (Tính khử của nhóm –CHO) R-CHO + Ag2O NH ,t 3 o

 CH2OH–CH2OH (Etilen glycol)

3CHCH + 8KMnO4  3KOOC-COOK + 2KOH + 8MnO2  + 2H2O

Hoặc viết: CHCH + 4[O]

 R-O-R’ + H2O (Phản ứng ete hóa)

2- Một số ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Trình bày phương pháp tinh chế (làm sạch) mỗi chất sau đây bị lẫn tạp

chất và viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra:

a) Mg có lẫn Na2O, Al2O3, ZnO

b) SiO2 có lẫn MgO, Fe2O3, CuO

c) Bột Ag có lẫn bột các kim loại Al, Fe, Cu

kiềm, chỉ có Mg không tan

Vì vậy dùng kiềm để loại bỏ tạp chất

b SiO2, (MgO, Fe2O3, CuO) Các chất tạp là oxit bazơ còn chất chính

là oxit axit Do đó ta chọn dung dịch

Trang 9

11

axit để hòa tan tạp chất

Các kim loại tạp đều mạnh hơn kim loại

để loại bỏ tạp chất

d Al, (MgO, Fe2O3, CuO)

Chỉ có Al tan trong kiềm, các tạp chất không tan trong kiềm Do đó ta chọn dung dịch kiềm để chuyển kim loại Al thành một trạng thái khác với tạp chất

a) Khuấy hỗn hợp Mg có lẫn Na2O, Al2O3, ZnO trong dung dịch NaOH dư, thì

các chất Na2O, Al2O3 và ZnO bị hòa tan Lọc lấy phần rắn không tan thì thu được

Mg nguyên chất

Na2O + H2O  2NaOH

Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O

ZnO + 2NaOH  Na2ZnO2 + H2O

b) Cho hỗn hợp vào trong dung dịch HCl dư, khuấy đều thì các chất MgO,

Fe2O3, CuO bị hòa tan Lọc lấy phần chất rắn không tan thì thu được SiO2

MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O

Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O

CuO + 2HCl  CuCl2 + H2o

c) Cho hỗn hợp rắn vào trong dung dịch AgNO3 dư, khuấy đều cho tan thì chỉ

có Fe, Cu, Al bị hòa tan Lọc lấy chất rắn và sấy khô thì thu được Ag

Al + 3AgNO3 (dư)  Al(NO3)3 + 3Ag 

Fe + 3AgNO3 (dư)  Fe(NO3)3 + 3Ag 

Cu + 2AgNO3 (dư)  Cu(NO3)2+ 2Ag 

d) Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH loãng, nóng dư Tách bỏ chất rắn không

tan (MgO, Fe2O3, CuO)

2Al + 2H2O + 2NaOH  2NaAlO2 + 3H2 

Sục CO2 liên tục vào phần nước lọc, tách lấy kết tủa đem nung nóng hoàn toàn

và điện phân nóng chảy sản phẩm rắn thì thu được Al

CO2 + NaOH  NaHCO3

Trang 10

CO2 + 2H2O + NaAlO2  NaHCO3 + Al(OH)3 

Lưu ý: Khi sục CO 2 liên tục thì CO 2 dư nên phản ứng không tạo muối trung hòa,

vì muối trung hòa bị CO 2 chuyển hóa thành muối axit theo phản ứng sau:

CO2 + H2O + Na2CO3  2NaHCO3

e) Dẫn hỗn hợp khí CO2 lẫn O2 đi qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì CO2

bị hấp thụ Lọc lấy kết tủa đem nung nóng ở nhiệt độ cao thì thu được CO2

Ví dụ 2: Hỗn hợp X dạng bột gồm MgO, CuO, BaO Làm thế nào tách riêng mỗi

chất rắn ra khỏi hỗn hợp Viết các phương trình hóa của phản ứng xảy ra?

BaO: oxit bazơ tan trong nước

 Dùng nước để chuyển hóa nguyên tố Ba sang dạng hidroxit rồi tái tạo Dùng H 2 để khử hỗn hợp CuO và MgO chuyển hóa thành MgO và Cu Từ hỗn hợp này ta tái tạo lại MgO và CuO

CuO + H2

0

t

 Cu + H2O

Trang 11

Ví dụ 3: Trình bày phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi các hỗn hợp dưới đây,

viết các phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm (nếu có):

a) Hỗn hợp chất rắn gồm Al2O3, Fe2O3, SiO2

b) Hỗn hợp chất rắn gồm BaCO3, BaCl2, NaCl

c) Hỗn hợp rắn gồm các oxit kim loại: CuO, FeO, ZnO

d) Hỗn hợp dạng bột gồm Al, MgO, Ag

e) Hỗn hợp khí gồm CO2, SO2, N2, H2

Phân tích:

2

2 3

CO d2ddNaOH d

d.d

2

2 2

2

2 2

2

2 3

2

N N

O CO

O ( ) e)

CaCO SO

Trang 12

HCl + NaOH  NaCl + H2O

AlCl3 + 4NaOH  NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O

FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3  + 3NaCl

Na2CO3 + BaCl2  BaCO3  + 2NaCl

– Sục khí CO2 liên tục vào dung dịch Na2ZnO2, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thì thu được ZnO

Trang 13

– Cho hỗn hợp Ag và MgO vào dung dịch HCl dư, lọc lấy phần không tan thì thu được Ag Cho dung dịch NaOH dư vào phần nước lọc, lọc lấy kết tủa đem nung nóng hoàn toàn thì thu được MgO

SO2 + 2H2O + Br2  H2SO4 + 2HBr

S + 2H2SO4 đặc nóng  2H2O + 3SO2 

HBr + AgNO3  AgBr  + HNO3

– Dẫn hỗn hợp khí N2, H2, CO2 qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thu lấy khí thoát ra gồm N2 và H2 Lọc lấy kết tủa nung nóng ở nhiệt độ cao, thu khí bay ra được CO2

Trang 14

SO2 + 2H2O + Br2  H2SO4 + 2HBr

C2H2 + 2Br2  C2H2Br4

C2H4 + Br2  C2H4Br2

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O

Ví dụ 5: Nêu phương pháp tách riêng từng chất khỏi hỗn hợp khí gồm CH4, C2H2,

C2H4, CO2 Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra?

Phân tích:

0

2 2 2

4 4

CH CH

Br AgNO / NH

t ,CH

CaCO

C H CO

dd Ca(OH) d

dd H SO

2 4 lo·ng, d

Hướng dẫn:

– Dẫn hỗn hợp khí (CH4, C2H2, C2H4, CO2) qua dung dịch Ca(OH)2 dư thì CO2

bị hấp thụ Thu khí bay ra được hỗn hợp CH4, C2H4, C2H2 Lọc lấy kết tủa đem nung nóng ở nhiệt độ cao thì thu được CO2

Trang 15

Ví dụ 6: Có hỗn hợp gồm rượu etylic và axit axetic Trình bày phương pháp hoá

học để tách riêng mỗi chất Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra (Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Bắc Giang, năm học 2009-2010)

o·ng, d

khan (d) 3

2CH3COOH + Na2O  2CH3COONa + H2O

Na2O + H2O  2NaOH

– Cho phần hỗn hợp rắn (CH3COONa, NaOH, Na2O) vào dung dịch H2SO4

loãng, dư Đun nóng hỗn hợp sau phản ứng, thu lấy phần hơi dẫn qua lượng dư CaCl2 khan thì thu được CH3COOH

2NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2H2O

Na2O + H2SO4  Na2SO4 + H2O

2CH3COONa + H2SO4  Na2SO4 + 2CH3COOH

CaCl2 + nH2O (hơi)  CaCl2.nH2O

Ví dụ 7: Chỉ dùng một phản ứng hóa học, hãy tách riêng SO2 từ hỗn hợp khí gồm

SO2, C2H4 Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra

Phân tích:

SO 2 tác dụng với nước brom mà không tác dụng với Br 2 / dung môi CCl 4 Vì vậy

sử dụng dung dịch Br 2 /CCl 4 để hấp thụ C 2 H 4

Hướng dẫn:

Dẫn hỗn hợp SO2 và C2H4 qua bình đựng dung dịch Br2 (trong CCl4) dư thì chỉ

có C2H4 bị hấp thụ, còn khí SO2 không bị hấp thụ Thu khí thoát ra thì được SO2

Trang 16

II- BÀI TẬP VẬN DỤNG

1- PHẦN VÔ CƠ

Bài 1: Tinh chế mỗi chất SiO2, Ag, CO2, ZnSO4 từ các hỗn hợp sau đây:

a) SiO2 có lẫn FeO, Fe b) Ag có lẫn Fe, Zn, Al

c) CO2 có lẫn N2, H2, CO d) ZnSO4 có lẫn CuSO4

Phân tích:

* Ý a: Hỗn hợp gồm oxit axit (SiO 2 ) và tạp chất là oxit bazơ (FeO) và kim loại hoạt động (trước H)  Sử dụng axit để hòa tan tạp chất

* Ý b: Các tạp chất đều là kim loại mạnh hơn kim loại Ag và đứng trước H, do

đó có thể hòa tan tạp chất bằng dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng hoặc dung dịch AgNO 3

* Ý c: Các khí N 2 , H 2 , CO không tác dụng với kiềm Do đó sử dụng kiềm để hấp thụ CO 2 sau đó tái tạo lại CO 2

* Ý d: Vì đây là câu tinh chế muối của kim loại mạnh lẫn muối kim loại yếu nên cho dung dịch 2 muối tác dụng với kim loại tương ứng với muối cần tinh chế

Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag 

Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag 

Fe + 3AgNO3  Fe(NO3)3 + 3Ag 

c) Dẫn hỗn hợp khí vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì chỉ có CO2 bị giữ lại Lọc lấy kết tủa đem nung ở nhiệt độ cao thu được CO2

Trang 17

19

d) Cho hỗn hợp vào nước, khuấy đều cho tan Cho Zn dư vào dung dịch, sau

khi phản ứng kết thúc thì tách bỏ phần rắn không tan Cô cạn dung dịch thì thu được ZnSO4

Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu 

Bài 2: Một hỗn hợp dạng bột gồm Ag, Al, Mg Bằng phương pháp hóa học, hãy

nêu cách tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp mà không làm thay đổi khối lượng của mỗi kim loại ban đầu

Phân tích:

So sánh tính chất hóa học của các kim loại ta thấy: Ag là kim loại yếu không tan trong dung dịch axit thường (như HCl, H 2 SO 4 loãng), Al tan trong kiềm, Mg tan trong axit thường nhưng không tan trong kiềm Vì vậy ta sử dụng kiềm để hòa tan Al và dùng axit HCl để hòa tan Mg

Hướng dẫn:

– Hòa tan hỗn hợp trong dung dịch NaOH dư và khuấy đều đến khi ngừng thoát khí Lọc lấy phần rắn được hỗn hợp Ag và Mg Sục khí CO2 liên tục vào dung dịch sau phản ứng, lọc lấy kết tủa nung nóng đến khối lượng không đổi, lấy chất rắn sau phản ứng đem trộn với criolit rồi điện phân nóng chảy thì thu được Al

2NaOH + 2H2O + 2Al  2NaAlO2 + 3H2 

2Al2O3  ®p nãng ch¶ycriolit 4Al + 3O2

– Cho hỗn hợp Mg và Ag vào dung dịch HCl dư, lọc lấy chất rắn thu được Ag

Cô cạn dung dịch sau phản ứng, điện phân nóng chảy muối MgCl2 thì thu được

Mg

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 

MgCl2 ®p nãng ch¶y Mg + Cl2

Bài 3: Bằng phương pháp hóa học, hãy tách riêng từng chất khỏi hỗn hợp gồm

CuO, Al2O3, SiO2 Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra

2 3

2

CO 2 NaOH

,AlCl

Trang 18

AlCl3 + 4NaOH  NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O

CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2  + 2NaCl

Bài 4: Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp gồm CO2, SO2, N2 Xem như axit

H2SO3 mạnh hơn axit H2CO3 Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra

0 2

Trang 19

21

Bài 5: Một hỗn hợp gồm các chất rắn CaCO3, NaCl, Na2CO3 Hãy nêu phương pháp tách riêng mỗi chất ra khỏi hỗn hợp, viết PTHH của phản ứng xảy ra

Phân tích:

Trong hỗn hợp chỉ có một chất không tan trong nước (CaCO 3 ) nên dùng nước

để tách CaCO 3 ra khỏi hỗn hợp Từ phần dung dịch ta thực hiện tách theo sơ đồ:

2 3

(NH ) CO4 2 3

dd NaOH HCl

CaCO

NaOHNaCl

Lưu ý: Vì đề không yêu cầu giữ nguyên lượng các chất ban đầu nên ta có thể sục

CO 2 vào một lượng rất ít dung dịch NaOH loãng Khi đó CO 2 sẽ dư nên ta chỉ thu được dung dịch chứa một muối NaHCO 3 , nhiệt phân đến khi ngừng thoát khí và cô cạn thì được Na 2 CO 3 Tuy nhiên, trong thực tế nếu làm như thế thì rất khó thực hiện

Bài 6: Trình bày phương pháp hóa học để tách riêng mỗi chất khỏi hỗn hợp gồm

các chất rắn BaCl2, MgCl2, NH4Cl Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra?

Phân tích:

Mấu chốt:

– Trong hỗn hợp chỉ có NH 4 Cl bị nhiệt phân hủy ở nhiệt độ cao và phản ứng giữa NH 3 và HCl lại xảy ra ở nhiệt độ thường Như vậy chỉ cần nhiệt phân hỗn hợp, thu khí và làm nguội khí thì sẽ thu được NH 4 Cl

– BaCl 2 , MgCl 2 đều tan trong nước nhưng hidroxit tương ứng lại có một chất tan là Ba(OH) 2 và một chất không tan là Mg(OH) 2 Đây là cơ sở để ta chọn dung dịch kiềm để chuyển chúng thành các hidroxit có trạng thái khác nhau

Trang 20

Hướng dẫn:

Nung nóng hỗn hợp các chất rắn đến khi ngừng thoát khí Thu lấy hỗn hợp khí

NH3 và HCl trong bình kín, làm nguội thì thu được NH4Cl

cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được MgCl2

MgCl2 + Ba(OH)2  BaCl2 + Mg(OH)2 

Phân tích:

Để thu được NaCl tinh khiết thì ta phải loại bỏ các thành phần khác Na + và Cl -

Vì vậy ta chọn các chất để làm kết tủa các nguyên tố Mg, Ca và nhóm SO 4

Mặt khác, các nguyên tố hoặc gốc khác đưa thêm vào hỗn hợp phải dễ loại bỏ bằng các phản ứng tạo kết tủa hoặc chất bay hơi

Hướng dẫn:

– Hòa tan vào nước thành dung dịch, cho thêm một lượng dư dung dich BaCl2:

Na2SO4 + BaCl2  BaSO4  + 2NaCl

MgSO4 + BaCl2  BaSO4  + MgCl2

CaSO4 + BaCl2  BaSO4  + CaCl2

– Tách bỏ kết tủa, cho dung dịch Na2CO3 dư vào phần nước lọc, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch chỉ chứa NaCl và Na2CO3 dư

MgCl2 + Na2CO3  MgCO3  + 2NaCl

CaCl2 + Na2CO3  CaCO3  + 2NaCl

BaCl2 + Na2CO3  BaCO3  + 2NaCl

– Cho tiếp dung dịch HCl dư vào dung dịch chứa NaCl và Na2CO3 Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được NaCl nguyên chất

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O + CO2 

Lưu ý: Khi cho dung dịch HCl dư vào dung dịch sau phản ứng thì lượng Na 2 CO 3

dư ở thí nghiệm trước sẽ chuyển hết thành NaCl Ta cô cạn dung dịch để đuổi toàn

bộ hơi nước và HCl dư, chất rắn chỉ còn NaCl (không bay hơi khi cô cạn)

Trang 21

23

Bài 8: Tách riêng mỗi chất từ các hỗn hợp dưới đây và viết các phương trình hóa

học của phản ứng xảy ra (nếu có):

a) Hỗn hợp dạng bột: Cu, Ag e) Hỗn hợp rắn: AlCl3, FeCl3, BaCl2 b) Hỗn hợp khí: N2, Cl2, CO2 f) Hỗn hợp bột gồm Cu, Ag, S, Fe c) Hỗn hợp H2S, CO2, N2, hơi nước g) Hỗn hợp rắn: Cr2O3, Na, CaSO3 d) Hỗn hợp Al2O3, CuO, FeS, K2SO4 h) Hỗn hợp Cu(NO3)2, AgNO3

Phân tích:

0 2

đ 2

O ( t ) CuO HCl CuCl Cu a) Cu

t 3

H SO2 42

0 (t )

2 d.d

aA

;

(*)

Fe O d(t )

0 (t ) 2 O

Trang 22

H S2d.d HCl

c« c¹n

Hướng dẫn:

a) Đốt cháy hỗn hợp trong khí oxi dư Hòa tan hỗn hợp rắn thu được gồm CuO

và Ag trong dung dịch HCl dư Lọc lấy chất rắn thu được Ag Tiến hành điện phân phần dung dịch còn lại thì thu được Cu

(Hoặc cho phần dung dịch cho tác dụng với Al dư, lọc lấy phần không tan cho vào dung dịch NaOH dư thì Cu không tan nên thu được Cu)

Lọc lấy kết thu được CaCO3 Nung nóng kết tủa ở nhiệt độ cao thu được khí

CO2 Phần dung dịch đem cô cạn rồi cho vào dung dịch HCl đặc, hỗn hợp khí và hơi thoát ra được dẫn qua dung dịch NaCl bão hòa (hấp thụ hơi HCl) và H2SO4 đặc (hút ẩm) thì thu được khí Cl2 khô

Trang 23

25

Dẫn hỗn hợp khí còn lại qua dung dịch Ca(OH)2 dư thì CO2 và H2S bị hấp thụ, thu khí thoát ra thì được N2 Lọc lấy kết tủa CaCO3 nung nóng thì thu được CO2 Phần dung dịch đem tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được H2S

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O

H2S + Ca(OH)2  CaS + 2H2O

CaS + H2SO4 loãng nóng  CaSO4 + H2S 

d) Cho hỗn hợp rắn vào nước dư, khuấy đều cho tan Lọc lấy chất rắn được hỗn

hợp Al2O3, CuO, FeS và phần dung dịch chứa K2SO4 Cô cạn dung dịch được

FeCl2 + Na2S  FeS  + 2NaCl

Đốt cháy Cu trong khí oxi dư thì thu được CuO

Trang 24

Hòa tan hỗn hợp rắn gồm Fe(OH)3 và Al(OH)3 trong dung dịch NaOH dư, lọc lấy chất rắn thu được Fe(OH)3, phần dung dịch chứa NaAlO2 và NaOH dư Cho Fe(OH)3 vào dung dịch HCl dư, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được FeCl3 NaOH + Al(OH)3  NaAlO2 + 2H2O

f) Cho hỗn hợp vào dung dịch HCl dư, chỉ có Fe bị hòa tan Lọc lấy chất rắn thu

được hỗn hợp Ag, Cu, S Lấy phần dung dịch đem điện phân thì thu được Fe

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 

FeCl2

®pdd

Fe + Cl2 

(Hoặc cho Al dư vào dung dịch, thu lấy chất rắn hòa tan trong dung dịch NaOH

dư thì được Fe)

Đốt hỗn hợp rắn gồm Ag, Cu, S thu được khí SO2 và chất rắn gồm Ag, CuO Dẫn SO2 qua dung dịch H2S thu được kết tủa S

(Hoặc chuyển hóa theo sơ đồ CuCl 2  Cu(OH) 2  CuO  Cu)

g) Hòa tan hỗn hợp Cr2O3, Na, CaSO3 trong dung dịch NaOH đặc nóng dư, lọc lấy phần rắn không tan thu được CaSO3, phần dung dịch chứa NaOH và NaAlO2 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 

Cr2O3 + 2NaOH  2NaCrO2 + H2O

Sục khí CO2 dư vào phần dung dịch, lọc kết tủa đem nung hoàn toàn thì thu được Cr2O3 Phần nước lọc chứa NaHCO3 cho tác dụng với dung dịch HCl dư, cô cạn và điện phân NaCl thu được Na

Trang 25

27

h) Nung nóng hỗn hợp AgNO3 và Cu(NO3)2 đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp Ag và CuO Hòa tan hỗn hợp này trong dung dịch HCl dư, lọc lấy phần rắn không tan thì thu được Ag, phần nước lọc chứa CuCl2

HCl + NaOH  NaCl + H2O

CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2  + 2NaCl

Cu(OH)2 + 2HNO3  Cu(NO3)2 + 2H2O

Bài 9: Hãy thực hiện phương pháp hóa học tinh chế các chất sau:

a) Tinh chế NaCl có lẫn các chất Na2SO4, NaBr, MgCl2, CaCl2, CaSO4

b) Tinh chế NaCl có lẫn CaCl2, MgCl2,CaSO4, MgSO4, Na2SO4, Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2 (Trình bày theo sơ đồ và viết phương trình hóa học xảy ra)

c) Tinh chế khí CO lẫn CO2 (và ngược lại)

d) Tinh chế NaHCO3 có lẫn Na2CO3 (và ngược lại)

e) Tinh chế NaOH có lẫn NaCl (Biết độ tan SNaCl < SNaOH )

f) Làm sạch KCl từ quặng Sinvinit gồm NaCl và KCl (Biết rằng khi thay đổi nhiệt độ thì độ tan trong nước của KCl thay đổi nhiều còn độ tan của NaCl thay đổi

ít hơn)

Hướng dẫn:

a) Hòa tan hỗn hợp vào nước rồi cho lượng dư dung dịch BaCl2 vào dung dịch, tách bỏ kết tủa BaSO4 thu lấy phần nước lọc

Na2SO4 + BaCl2  BaSO4  + 2NaCl

CaSO4 + BaCl2  BaSO4  + CaCl2

Cho tiếp dung dịch Na2CO3 dư vào phần nước lọc, tách bỏ kết tủa rồi cho tiếp dung dịch HCl dư vào phần nước lọc

MgCl2 + Na2CO3  MgCO3  + 2NaCl

CaCl2 + Na2CO3  CaCO3  + 2NaCl

BaCl2 + Na2CO3  BaCO3  + 2NaCl

2HCl + Na2CO3  2NaCl + H2O + CO2 

Sục khí Cl2 liên tục vào dung dịch chứa NaCl, HCl, NaBr sau đó cô cạn dung dịch (đuổi các tạp chất bay hơi) thì thu được NaCl tinh khiết

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,05 MB