Bài 40: Về nhận biết một số ion trong dung dịch

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Nguyên tắc nhận biết ion trong dung dịch

• Dung dịch chứa ion + Thuốc thử:
  • Chất kết tủa
  • Sản phẩm có màu
  • Chất khí khó tan sủi bọt
  • Chất khí bay khỏi dung dịch

2. Nhận biết một số Cation trong dung dịch

a. Bảng nhận biết

Cation	Thuốc thử	Hiện tượng	Giải thích
Na+	Thử màu ngọn lửa	Ngọn lửa có màu vàng tươi	Ion Na+ hầu như không kết tủa với các anion khác
NH4+	Dung dịch kiềm	Tạo khí NH3 có mùi khai	\({\rm{NH}}_{\rm{4}}^{\rm{ + }}{\rm{ + O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {\rm{N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}} \uparrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
Ba2+	Dung dịch H2SO4  dư	Kết tủa màu trắng	\({\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + SO}}_{\rm{4}}^{{\rm{2 - }}} \to {\rm{BaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} \downarrow\)
Al3+	Dd kiềm hoặc NH3	Kết tủa keo trắng tan trong OH- dư	\({\rm{A}}{{\rm{l}}^{{\rm{3 + }}}}{\rm{ + 3O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {\rm{Al(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{3}}} \downarrow\) \({\rm{Al(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{3}}}{\rm{ + O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {\rm{AlO}}_{\rm{2}}^{\rm{ - }}{\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
Fe3+	Dung dịch kiềm	Kết tủa nâu đỏ	\({\rm{F}}{{\rm{e}}^{{\rm{3 + }}}}{\rm{ + 3O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {\rm{Fe(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{3}}} \downarrow\)
Fe2+	Dung dịch kiềm	Kết tủa trắng xanh→đỏ nâu	\({\rm{F}}{{\rm{e}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + 2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {\rm{Fe(OH}}{{\rm{)}}_2} \downarrow\) \({\rm{4Fe(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}}{\rm{ + }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {\rm{4Fe(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{3}}} \downarrow\)
Cu2+	Dung dịch kiềm	Kết tủa xanh	\({\rm{C}}{{\rm{u}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + 2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {\rm{Cu(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \downarrow\)

b. Màu sắc của một số kết tủa

3. Nhận biết một số Anion trong dung dịch

a. Bảng nhận biết

Anion	Thuốc thử	Hiện tượng	Giải thích
NO3-	Cu / H+	Dd có màu xanh, khí thoát ra hóa nâu trong không khí.	\({\rm{3Cu + 2NO}}_{\rm{3}}^{\rm{ - }}{\rm{ + 8}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}} \to{\rm{3C}}{{\rm{u}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + 2NO}} \uparrow {\rm{ + 4}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\) \({\rm{2NO + }}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{2N}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\)                       nâu đỏ
SO42-	Dd Ba2+/ H+ dư	Kết tủa  trắng	\({\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + SO}}_{\rm{4}}^{{\rm{2 - }}} \to {\rm{BaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} \downarrow\)
Cl-	Dung dịch AgNO3	Kết tủa  trắng	\({\rm{A}}{{\rm{g}}^{\rm{ + }}}{\rm{ + C}}{{\rm{l}}^ - } \to {\rm{AgCl}} \downarrow\)
CO32-	Dd axit mạnh/ Ca(OH)2	Kết tủa  trắng	\({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}{\rm{ + 2}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}} \to {\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\) \({\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{ + Ca(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \to {\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \downarrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

 

II. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1. (Trang 174 SGK) 

Có 3 dung dịch, mỗi dung dịch  chứa 1 cation sau: Ba²⁺, NH₄⁺, Al³⁺. Trình bày cách tách và nhận biết mỗi ion từ dung dịch A.

Bài làm:

Lấy một ít dung dịch một ít làm mẫu thử . Sau đó nhỏ dần từng  giọt dung dịch NaOH vào từng mẫu

• Mẫu nào xuất hiện kết tủa của keo màu trắng rồi tan trong NaOH dư thì dung dịch ban đầu chứa Al³⁺.

Al³⁺ + OH^- → Al(OH)₃↓  (kết tủa keo)            

Al(OH)₃  + OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

• Mẫu nào khi đun nóng nhẹ có khí thoát ra làm giấy quỳ tím ẩm chuyển sang màu xanh thì dung dịch chứa đầu NH₄⁺.

NH₄⁺ + OH^- →(t^o)  NH₃↑ +  H₂O

• Mẫu còn lại không có hiện tượng gì xảy ra là dung dịch chứa Ba²⁺.

Câu 2. (Trang 174 SGK) 

Dung dịch A chứa đồng thời các cation Fe²⁺, Al³⁺. Trình bày cách tách  và nhận biết mỗi ion từ dung dịch A.

Bài làm:

Cho dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch A  ta sẽ thu được kết tủa Fe(OH)₂.

Fe²⁺  + OH^-  →  Fe(OH)₂

Kết tủa Fe(OH)₂ màu trắng hơi xanh, để trong không khí chuyển dần sang màu nâu đỏ chứng tỏ có ion Fe²⁺.

Lọc tách riêng kết tủa, nước lọc thu được chứa muối NaAlO₂.

Cho phần nước lọc có tác dụng với khí CO₂ thấy có kết tủa, chứng tỏ có ion Al³⁺

NaAlO₂ + CO₂ + 2H₂O  → Al₂(OH₃)↓ + NaHCO₃

Câu 3. (Trang 174 SGK) 

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

A. dung dịch chứa ion: NH₄⁺

B. 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⁺, Al³⁺, Na⁺

Bài làm:

Đáp án D

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 năm dung dịch chứa ion: NH₄⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺.

NH₄⁺: tạo khí NH3 làm xanh quỳ tím ẩm.

Mg²⁺: tạo Mg(OH)₂ kết tủa màu trắng.

Fe³⁺: tạo kết tủa Fe(OH)₂ màu trắng xanh để một thời gian hóa thành Fe(OH)₃ màu nâu.

Al³⁺: tạo kết tủa trắng keo Al(OH)₃ sau đó tan dần cho đến hết.

Na⁺: không có hiện tượng gì.

Câu 4. (Trang 174 SGK) 

Có 2 dung dịch riêng rẽ chứa các anion: NO₃^-, CO₃^2-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết phương trình hóa học.

Bài làm:

Lấy mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử. Nhỏ dung dịch HCl vào từ mẫu thử

• Mẫu nào không có hiện tương gì ta cho thêm một lá đồng rồi đun nóng, khi có màu nâu đỏ thoát ra chứng tỏ dung dịch có ion chứa ion NO₃^-.
• Mẫu nào thấy sủi bọt là dung dịch có chứa ion CO₃^2-.

Câu 5. (Trang 174 SGK) 

Có dung dịch chứa các anion: CO₃^2- và SO₄^2-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết phương trình hóa học.

Bài làm:

Lấy mỗi dung dịch một ít cho vào 2 ống nghiệm:

-          Nhận biết CO₃^2- như bài tập 4.

Cho vào ống 2 vài giọt dung dịch BaCl₂ thấy có kết tủa màu trắng. Nhỏ thêm vào đó vài giọt dung dịch HCl hay dung dịch H₂SO₄ loãng, lắc nhẹ ống nghiệm thấy có kết tủa không tan chứng tỏ có BaSO₄

Câu 6. (Trang 174 SGK) 

Có 5 dung dịch hóa chất không nhãn, mỗi dung dịch nồng độ khoảng 0,1 M của một trong các muối sau: KCl, 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 sung dịch nào?

A. Hai sung dịch: Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃
B. Ba dung dịch: Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃ , K₂S.
C. Hai dung dịch: Ba(HCO₃)₂, K₂S.
D. Hai dung dịch: Ba(HCO₃)₂, K₂SO₄.

Bài làm:

Đáp án B

Chỉ dùng dung dịch H₂SO₄ loãng, nhỏ trực tiếp vào từng dung dịch, thì có thể nhận biết được tối đa Ba dung dịch: Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃ , K₂S.

Ba(HCO₃)₂ : tạo kết tủa BaSO₄ và khí CO₂.

K₂CO₃: tạo khí CO₂.

K₂S: tạo khí H₂S mùi trứng thối.

 

Bài viết gợi ý: