Cĩ nhiều cách phân loại:
- Theo thuốc thử đem sử dụng: Dùng thuốc thử khơng hạn chế, hạn chế hoặc
khơng dùng thuốc thử.
- Nhận biết chất riêng rẽ và nhận biết chất trong hỗn hợp.
1-Nhận biết thành phần của một chất hay một chất cho biết.
Việc kiểm tra chất đã đợc biết trớc thành phần cĩ thể đợc thực hiện theo các bớc sau:
- Kiểm tra tính chất vật lí: Màu sắc, tính tan trong nớc, màu ngọn lửa...
-Kiểm tra bằng phản ứng hố học đặc trng cho cation hoặc anion của chất bằng thuốc thử thích hợp.
Ví dụ 1: Làm thế nào để nhận biết trong axit clohiđric cĩ clo và hiđro?
Giải: - Lấy một ít dung dịch axit clohiđric cho tác dụng với dung dịch AgNO3, xuất hiện kết tủa trắng, để ngồi ánh sáng hố đen. Chứng tỏ cĩ clo (Cl−).
Ag+ + Cl− = AgCl↓ trắng
2AgCl 2Ag + Cl2↑
(hoặc cho tác dụng với MnO2, to cĩ khí thốt ra màu vànglục, mùi hắc- Cl2).
2-Nhận biết thuốc thử hạn chế:
Trong bài tập dạng này, hạn chế về số lợng thuốc thử, loại thuốc thử hoặc hạn chế cả số lợng và loại thuốc thử; hoặc cho sử dụng một chất nào đĩ mà thơi. Trong trờng hợp đơn giản chỉ dùng một thuốc thử là cĩ thể phân biệt đợc các cation hoặc các anion. Điều này cĩ thể thực hiện nếu các phản ứng khơng cản trở lẫn nhau.
Ví dụ 1: Cĩ ba dung dịch (NH4)2SO4, NH4Cl, Na2SO4 chứa trong các lọ mất nhãn. Hãy dùng 1 hố chất để phân biệt các dung dịch trên.
Giải: Bớc 1- Phân tích, nhận xét (đa ra để tham khảo, khơng cần phải trình bày trong lời giải).
Chất Cation Phản ứng đặc trng Anion Phản ứng đặc trng (NH4)2SO4 NH4+ NH4+ + OH− = NH3↑ SO42− SO42− + Ba2+ = BaSO4↓
NH4Cl NH4+ NH4+ + OH− = NH3↑ Cl− Cl− + Ag+ = AgCl↓
Na2SO4 Na+ Thử màu ngọn lửa SO42− SO42− + Ba2+ = BaSO4↓
- Chọn thuốc thử: + Phân biệt cation
NH4+ và Na+ + Phân biệt anion
Cl− và SO42−
Chất cần lấy
Dùng anion OH−. Dùng cation Ba2+. Dung dịch Ba(OH)2
(Khơng dùng AgOH vì chất đĩ khơng bền, khơng tồn tại). Bớc 2- Trình bày lời giải:
-Lấy mỗi dung dịch một ít, nhỏ vào đĩ dung dịch Ba(OH) . ánh sáng
-Hiện tợng: + Một dung dịch khơng cĩ kết tủa, dung dịch đĩ là NH4Cl.
+ Hai dung dịch cĩ kết tủa màu trắng. Đun nĩng, ống nào cĩ khí thốt ra mùi khai là dung dịch (NH4)2SO4. ống cịn lại là dung dịch Na2SO4.
- Phơng trình phản ứng:
2NH4Cl + Ba(OH)2 = 2NH3↑ + BaCl2 + 2H2O (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 = 2NH3↑ + BaSO4↓ + 2H2O Na2SO4 + Ba(OH)2 = 2NaOH + BaSO4↓
Ví dụ 2: Cĩ ba dung dịch lỗng là NaOH, H2SO4 và HCl đựng trong ba bình khơng ghi nhãn. Chỉ dùng phấn viết bảng (đá phấn), làm thế nào để nhận biết từng chất đựng trong mỗi bình.
Giải: Đá phấn là CaCO3 (giả thiết là nguyên chất). Nếu dùng đá phấn dạng bột ta cĩ thể nhận ra ba dung dịch đã cho theo những dấu hiệu của phản ứng ghi trong bảng dới đây:
D.dịch Dấu hiệu để nhận biết Phơng trình phản ứng với CaCO3
H2SO4 Cĩ khí thốt ra (sủi bọt), d.dịch thu
đợc vẩn đục. H2SO4 + CaCO3 = CaSO4↓ + CO2↑+ H2O
(ít tan) HCl Cĩ khí thốt ra (sủi bọt), d.dịch thu
đợc trong suốt. 2HCl + CaCO3 = CaCl2 + CO2↑+ H2O (tan)
NaOH Khơng cĩ dấu hiệu của phản ứng.
Trong một số trờng hợp cĩ thể dùng ngay sản phẩm phản ứng để làm thuốc thử. ở đây cần hình dung trớc sản phẩm tạo thành nào cĩ thể dùng để phân biệt một số chất , sau đĩ chọn thuốc thử thích hợp, vừa giúp phân biệt chất, vừa tạo ra sản phẩm theo yêu cầu mong muốn.
Ví dụ 3: Hãy nêu phơng pháp nhận biết các dung dịch (bị mất nhãn) sau đây: AlCl3 ; NaCl; MgCl2 ; H2SO4. Đợc dùng thêm một trong những thuốc thử sau đây: Quì tím, Cu, Zn, các dung dịch NH3, HCl, NaOH, BaCl2, AgNO3, Pb(NO3)2. Viết các phơng trình phản ứng.
Giải: Dùng dung dịch NaOH.
Cách thử: Lấy mỗi mẫu một ít dung dịch. Cho dần dung dịch NaOH vào các dung dịch cần nhận biết cho đến d. Hiện tợng quan sát đợc:
- Kết tủa trắng tan trong dung dịch NaOH d: Dung dịch AlCl3. Al3+ + 3OH− = Al(OH)3↓
Al(OH)3 + OH− = AlO2− + 2H2O
- Cĩ kết tủa trắng, khơng tan trong NaOH d: Dung dịch MgCl2. Mg2+ + 2OH− = Mg(OH)2↓
-Khơng cĩ tín hiệu : Dung dịch H2SO4 và NaCl.
Dùng Mg(OH)2 vừa tách để phân biệt hai chất cịn lại. Hiện tợng: - Kết tủa trắng tan nhanh: Dung dịch H2SO4.
Mg(OH)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2H2O -Kết tủa khơng bị tan: Dung dịch NaCl.
3-Nhận biết các chất khơng dùng thêm thuốc thử:
Trong trờng hợp này, các chất cần nhận biết đĩng vai trị thuốc thử cho nhau. Một số dung dịch cĩ màu đặc trng cĩ thể nhận biết ngay đầu tiên (ví dụ dung dịch muối đồng (II) cĩ màu xanh lam), dùng nhận biết tiếp các chất khác. Cũng cĩ thể dùng sản phẩm của một phản ứng để nhận biết chất khác.
Trong trờng hợp chung, nếu là các dung dịch ( ví dụ A, B, C, D, E), ta cho chúng
lần lợt tác dụng với nhau (trình bày cách làm theo phơng pháp kẻ bảng), ghi các hiện
tợng đặc trng, nhận xét và kết luận nhận biết đợc các chất nào.
Ví dụ 1: Cĩ 5 lọ mất nhãn đựng 5 dung dịch NaOH, KCl, MgCl2 , CuCl2, AlCl3. Hãy nhận biết từng dung dịch trên mà khơng đợc dùng thêm hố chất khác. Viết các ph- ơng trình phản ứng xảy ra.
Giải: •Dung dịch nào cĩ mầu xanh lam là dung dịch CuCl2.
• Lấy 4 dung dịch cịn lại, mỗi dung dịch một ít cho tác dụng với dung dịch CuCl 2, dung dịch nào tạo kết tủa xanh lam là dung dịch NaOH:
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓(xanh lam) + 2NaCl
• Lấy 3 dung dịch cịn lại, mỗi dung dịch một ít cho tác dụng với dung dịch NaOH:
-Dung dịch nào khơng cĩ kết tủa là dung dịch KCl. - Dung dịch nào cĩ kết tủa trắng là MgCl2:
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ (trắng) + 2NaCl
-Dung dịch nào cĩ kết tủa keo trắng, kết tủa tan trong NaOH d là AlCl3: AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ (keo trắng) + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 (tan) + 2H2O
Ví dụ 2: Cĩ 4 lọ đựng riêng biệt các dung dịch: NaCl, MgSO4, HCl, NaOH. a) Chỉ biết cách nhận biết trong mỗi lọ, với điều kiện khơng dùng thêm hố chất nào khác. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra.
b) Tự chọn một hố chất làm thuốc thử để sự nhận biết các chất trên trở nên đơn giản nhất. Viết các phơng trình phản ứng. ()
Giải: a) Nhận biết khơng dùng thuốc thử:
Lần lợt lấy từng dung dịch bất kì cho tác dụng với 3 dung dịch cịn lại. Các dung dịch đợc chia thành hai nhĩm.
Nhĩm 1: Cĩ kết tủa trắng Mg(OH)2 là MgSO4, NaOH.
MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + Na2SO4 (1) Nhĩm 2: Khơng cĩ kết tủa là NaCl, HCl.
Lấy các dung dịch ở nhĩm 2 cho tác dụng với Mg(OH)2, chất nào hồ tan Mg(OH)2
là HCl. Chất cịn lại NaCl.
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O (2)
Lấy các dung dịch ở nhĩm 1 cho tác dụng với dung dịch MgCl2 thu đợc ở (2), chất nào tạo kết tủa trắng Mg(OH)2 là NaOH. Chất cịn lại là MgSO4.
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ + 2NaCl (1)
b) Hố chất tự chọn:
Hố chất tự chọn cĩ thể là quì tím, nĩ giúp ta nhận biết đợc dung dịch HCl (đỏ quì) và dung dịch NaOH (xanh quì). Sau đĩ dùng dung dịch NaOH để nhận biết dung dịch MgSO4 (cĩ kết tủa trắng). Chất cịn lại là dung dịch NaCl.
Ví dụ 3: Cĩ 6 lọ mất nhãn đựng các dung dịch khơng màu là:
Na2SO4 (1); Na2CO3 (2); BaCl2 (3); Ba(NO3)2 (4); AgNO3 (5); MgCl2 (6).
Bằng phơng pháp hố học và khơng dùng thêm các hố chất khác, hãy trình bày cách nhận biết các dung dịch trên, biết rằng chúng đều cĩ nồng độ đủ lớn để các kết tủa ít tan cũng cĩ thể đợc tạo thành (khơng cần viết các phơng trình phản ứng).
Giải- Lấy một dung dịch bất kì cho vào 5 dung dịch cịn lại, ta cĩ các hiện tợng đ- ợc trình bày trong bảng sau:
Na2SO4 Na2CO3 BaCl2 Ba(NO3)2 AgNO3 MgCl2
Na2SO4 − − ↓ ↓ ↓ −
BaCl2 ↓ ↓ − − ↓ −
Ba(NO3)2 ↓ ↓ − − − −
AgNO3 ↓ ↓ ↓ − − ↓
MgCl2 − ↓ − − ↓ −
Từ trên ta thấy:
•Dung dịch nào cho vào tạo ra 4 lần kết tủa là dung dịch Na2CO3 và AgNO3 (cặp dung dịch 1).
•Dung dịch nào cho vào tạo ra 3 lần kết tủa là dung dịch Na2SO4 và BaCl2 (cặp dung dịch 2).
•Dung dịch nào cho vào tạo ra 2 lần kết tủa là dung dịch Ba(NO3)2 và MgCl2 (cặp dung dịch 3).
• Lấy một trong hai chất ở cặp dung dịch 3 lần lợt cho vào hai dung dịch ở cặp 2, nếu cĩ tạo ra kết tủa:
- Chất cho vào là Ba(NO3)2 cịn lại là MgCl2.
- Chất tạo ra kết tủa ở cặp 2 là Na2SO4 cịn lại BaCl2.
• Lấy Ba(NO3)2 đã tìm đợc ở cặp 3 cho vào hai dung dịch ở cặp 1 nếu cĩ kết tủa thì: Chất tạo ra kết tủa với Ba(NO3)2 là Na2CO3 cịn lại là AgNO3.
4-Nhận biết các chất trong cùng một dung dịch:
* Khi nhận biết từng ion riêng biệt bằng các phản ứng đặc trng mà khơng bị các ion khác cĩ trong dung dịch cản trở thì cĩ thể lấy dung dịch ban đầu, tìm các ion đĩ bằng các phản ứng đặc trng.
* Khi khơng nhận biết đợc riêng từng ion ngay từ hỗn hợp đầu thì ta phải tiến hành nhận biết theo một trình tự nhất định.
*Chú ý: + Nếu cĩ thể đợc, nên chọn dùng các thuốc thử khơng chứa các ion cần tìm
trong dung dịch.
+ Khi thêm thuốc thử cĩ chứa ion cần tìm vào dung dịch, phải chú ý xem cĩ ảnh h- ởng đến các phản ứng tìm các ion sau khơng?
+ Khi dùng một phản ứng đặc trng cho một ion nào đĩ, cần phải xem các ion khác trong dung dịch cĩ phản ứng đĩ khơng?
Ví dụ 1: Làm thế nào để nhận biết đợc ba axit: HCl, HNO3 và H2SO4 cùng cĩ mặt trong dung dịch.
Giải: • Nhận biết axit: Nhúng vào dung dịch giấy quì tím, giấy quì tím hố đỏ, đĩ là dung dịch axit.
• Nhận biết HNO3 trớc: Lấy một ít dung dịch đầu vào một ống nghiệm, thả vào đĩ vài mảnh vụn Cu, cĩ khí màu nâu thốt ra, dung dịch màu xanh lam. Chứng tỏ dung dịch cĩ axit HNO3.
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O • Nhận biết H2SO4 và HCl:
-Lấy một ít dung dịch đầu vào một ống nghiệm, nhỏ vào đĩ dung dịch Ba(NO3)2 d, thu đợc kết tủa màu trắng. Tách riêng kết tủa và dung dịch. Hồ tan kết tủa trong axit (ví dụ axit HCl), kết tủa khơng tan trong axit, đĩ là BaSO4. Vậy dung dịch cĩ H2SO4.
H2SO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4↓(trắng) + 2HNO3
- Dung dịch thu đợc sau khi tách kết tủa chứa HCl, HNO3, Ba(NO3)2 d. Nhỏ vào đĩ dung dịch AgNO3, thu đợc kết tủa màu trắng, để ngồi ánh sáng hố đen. Chứng tỏ trong dung dịch cĩ HCl.
AgNO3 + HCl = AgCl↓(trắng) + HNO3
2AgCl 2Ag (đen) + Cl2↑ --- Ng y tháng năm 2011à … … Duyệt của BGH Tuần 31-32: Tách riêng - Điều chế chất I- Tách riêng các chất ra khỏi nhau:
Nguyên tắc chung:
Tìm các phản ứng chọn lọc, nghĩa là chất này phản ứng, chất kia khơng. Sau đĩ
cĩ thể dùng các phản ứng tái tạo trở lại chất cần tách.
Ví dụ 1: Bằng phơng pháp hố học, hãy trình bày cách tách các chất: Al2O3, Fe2O3, SiO2 ra khỏi hỗn hợp của chúng.
Giải: • Hồ tan hỗn hợp trong dung dịch NaOH d đun nĩng: - Fe2O3 khơng tan trong kiềm, lọc tách đợc Fe2O3.
-Dung dịch cịn lại chứa NaAlO2, Na2SiO3, NaOH d: Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
• Sục CO2 qua dung dịch, đợc chất khơng tan là Al(OH)3. Lọc, tách kết tủa Al(OH)3 rồi nung ở nhiệt độ cao đợc Al2O3:
NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3↓ + NaHCO3
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
• Dung dịch cịn lại cho tác dụng với dung dịch HCl, thu đợc chất khơng tan là H2SiO3. Lọc, tách H2SiO3 rồi nung ở nhiệt độ cao đợc SiO2:
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3↓ + 2NaCl H2SiO3 SiO2 + H2O