$A$. PHÂN BIỆT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ
$I$. Nhận biết một số cation trong dung dịch
$1$. Nhận biết cation $NH_4^+$
- Thêm lượng dư dung dịch kiềm $KOH$ hoặc $NaOH$ vào dung dịch chứa ion amoni sẽ thấy có khí mùi khai giải phóng
$NH_4^+ + OH^-$ $\rightarrow $ $NH_3 + H_2O$
$2$. Nhận biết $Ba^{2+}$
- Để nhận biết $Ba^{2+}$ ta dùng chất có chứa gốc sunfat ( ví dụ $H_2SO_4$) , sản phẩm thu được là kết tủa trắng không tan
$Ba^{2+} + SO_4^{2-}$ $\rightarrow $ $BaSO_4$
- Có thể dùng $K_2CrO_4$ hoặc $K_2Cr_2O_7$
$Ba^{2+} + CrO_4^{2-}$ $\rightarrow $ $BaCrO_4$ ( kết tủa vàng tươi)
$Ba^{2+} + Cr_2O_7^{2}- + H_2O$ $\rightarrow $ $2BaCrO_4 + 2H^+$
$3$. Nhận biết $Al^{3+} , Cr^{3+}$
- $2$ cation này có tính lưỡng tính . Khi thêm kiềm vào cho đến dư thì sẽ có hiện tượng tạo kết tủa và kết tủa ta
$Al^{3+} + 3OH^-$ $\rightarrow $ $Al(OH)_3$
$Al(OH)_3 + OH^-$ $\rightarrow $ $[Al(OH)_4]^-$
$4$. Nhận biết $Fe^{2+} , Fe^{3+}, Cu^{2+} , Ni^{2+}$
- Thuốc đặc trưng nhận biết ion $Fe^{3+}$ là dung dịch chưa ion thioxianat $SCN^-$ , nó tạo kết tủa phức màu đỏ
$Fe^{3+} + 3SCN^-$ $\rightarrow $ $Fe(SCN)_3$
- Cho dung dịch kiềm $NaOH , KOH$ hoặc $NH_3$ vào $Fe^{3+}$ thu được kết tủa màu nâu đỏ
$Fe^{3+} + 3OH^-$ $\rightarrow $ $Fe(OH)_3$
- Cho kiềm vào $Fe^{2+}$ sẽ tạo kết tủa trắng , kết tủa này hóa nâu đỏ ngay trong không khí
$Fe^{2+} + 2OH^-$ $\rightarrow $ $Fe(OH)_2$
$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O$ $\rightarrow $ $4Fe(OH)_3$
- Các dung dịch chứa $Fe^{2+}$ làm mất màu dung dịch thuốc tím có mặt ion $H^+$
$MnO_4^- + 5Fe^{2+} + 8H^+$ $\rightarrow $ $Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O$
(tím hồng) không màu
- Thuốc thử đặc trưng của $Cu^{2+}$ là dung dịch $NH_3$ . Dung dịch thuốc thử đầu tiên tạo với ion $Cu^{2+}$ kết tủa $Cu(OH)_2$ màu xanh , sau đó kết tủa bị hòa tan tạo phức màu xanh thẫm
$Cu^{2+} + 2NH_3 + 2H_2O$ $\rightarrow $ $Cu(OH)_2 + 2NH_4^+$
$Cu(OH)_2 + 4NH_3$ $\rightarrow $ $[Cu(NH_3)_4]^{2+} + 2OH^-$
- Các dung dịch $Ni^{2+}$ đều có màu xanh lá cây , tác dụng với kiềm tạo thành kết tủa $Ni(OH)_2$ màu xanh lục và kết tủa tan trong $NH_3$ tạo phức màu xanh
$Ni^{2+} + 2OH^-$ $\rightarrow $ $Ni(OH)_2$
$Ni(OH)_2 + 6NH_3$ $\rightarrow $ $[Ni(NH_3)_6]^{2+} + 2OH^-$
$II$. Nhận biết một số anion trong dung dịch
$1$. Nhận biết $NO_3^-$
- Dùng $Cu$ trong môi trường axit => tạo khí không màu và hóa nâu trong không khí
$3Cu + 2NO_3^- + 8H^+$ $\rightarrow $ $3Cu^{2+} + 2NO + 4H_2O$
$2NO + O_2$ $\rightarrow $ $2NO_2$
$2$. Nhận biết $SO_4^{2-}$
- Thuốc thử đặc trưng cho ion này là $BaCl_2$ , trong môi trường axit loãng dư
$Ba^{2+} + SO_4^{2-}$ $\rightarrow $ $BaSO_4$
- Dùng trong môi trường axit vì có một số loại ion cho kết tủa trắng giống $SO_4^{2-}$ như : $CO_3^{2-} , PO_4^{3-} , SO_3^{2-} , HPO_4^{2-}$ . Nhưng các kết tủa đó đều tan trong môi trường axit
$3$. Nhận biết $Cl^-$
- Thuốc thử đặc trưng của anion này là $Ag^+$ => tạo kết tủa keo trắng
$Ag^+ + Cl^-$ $\rightarrow $ $AgCl$
- Các anion $Br^-$ và $I^-$ cũng có phản ứng tương tự . Tuy nhiên khác với $AgBr$ và $AgI , AgCl$ tan trong dung dịch $NH_3$ loãng
$AgCl + 2NH_3$ $\rightarrow $ $[Ag(NH_3)_2]Cl$
$4$. Nhận biết $CO_3^{2-}$
- Dùng dung dịch axit => tạo khí không màu $CO_2$ , nhận $CO_2$ bằng cách dẫn qua dung dịch nước vôi trong
$CO_3^{2-} + 2H^+$ $\rightarrow $ $CO_2 + H_2O$
$CO_2 + Ca(OH)_2$ $\rightarrow $ $CaCO_3 + H_2O$
- Có thể dùng nước vôi trong hoặc ion $Ba^{2+}$ => tạo kết tủa trắng không tan trong nước
$CO_3^{2-} + Ca(OH)_2$ $\rightarrow $ $CaCO_3 + 2OH^-$
$CO_3^{2-} + Ba^{2+}$ $\rightarrow $ $BaCO_3$
$III$. Nhận biết một số chất khí
$1$. Nhận biết $CO_2$
- Nhận $CO_2$ bằng cách đưa qua dung dịch nước vôi trong hoặc dung dịch $Ba(OH)_2$ => tạo kết tủa trắng
$CO_2 + Ca(OH)_2$ $\rightarrow $ $CaCO_3 + H_2O$
$CO_2 + Ba(OH)_2$ $\rightarrow $ $BaCO_3 + H_2O$
$2$. Nhận biết $SO_2$
- Khí $SO_2$ không màu , nặng hơn không khí , có mùi hắc , gây ngạt , làm vẩn đục nước vôi trong như $CO_2$
- $SO_2$ làm mất màu dung dịch Brom và dung dịch iot ( màu nâu đỏ)
$SO_2 + Br_2 + H_2O$ $\rightarrow $ $H_2SO_4 + 2HBr$
$SO_2 + I_2 + 2H_2O$ $\rightarrow $ $H_2SO_4 + 2HI$
$3$. Nhận biết $Cl_2$
- $Cl_2$ có màu vàng lục , nặng hơn không khí , mùi hắc , độc , ít tan trong nước
- Dùng giấy tẩm $KI$ và hồ tinh bột để nhận ra $Cl_2$
$Cl_2 + KI$ $\rightarrow $ $KCl + I_2$
- $I_2$ tạo với hồ tinh bột hỗn hợp màu xanh
$4$. Nhận biết $NO_2$
- $NO_2$ nặng hơn không khí , màu nâu đỏ, đọc , ít tan trong nước , phản ứng với $H_2O$ tạo $HNO_3$
$4NO_2 + O_2 + 2H_2O$ $\rightarrow $ $4HNO_3$
- Nhận $HNO_3$ bằng $Cu$
$5$. Nhận biết $H_2S$
- $H_2S$ là khí không màu , có mùi trứng thối . $H_2S$ dễ tạo kết tủa sunfua với nhiều muối ngay cả trong môi trường axit
$Cu^{2+} + H_2S$ $\rightarrow $ $CuS$( đen) + $2H^+$
$Pb^{2+} + H_2S$ $\rightarrow $ $PbS$ (đen) + $2H^+$
$B$. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu $1$ : Có $4$ dung dịch $Al(NO_3)_3 ,NaNO_3 , Na_2CO_3 ,NH_4NO_3$ . Chỉ dùng một dung dịch nào sau đây để phân biệt các chất trong dung dịch trên ?
A. $H_2SO_4$ B. $NaCl$ C. $K_2SO_4$ D. $Ba(OH)_2$
Câu $2$ : Chỉ dùng thêm một thuốc thử nào sau đây có thể phân biệt được các dung dịch $NaCl, NH_4Cl, AlCl_3, FeCl_2, CuCl_2, (NH_4)_2SO_4$ ?
A. $BaCl_2$ B. $Ba(OH)_2$ C. $NaOH$ D. Quỳ tím
Câu $3$ : Có $5$ dung dịch riêng rẽ , mỗi dung dịch chứa $1$ cation sau : $NH_4^+ , Mg^{2+}, Fe^{2+}, Fe^{3+} , Al^{3+}$ ( có nồng độ $0,1$M) . Dùng dung dịch $NaOH$ cho vào từng dung dịch trên , có thể nhận biết tối đa được bao nhiêu dung dịch ?
A. $2$ B. $3$ C. $1$ D. $5$
Câu $4$ : Có $5$ lọ chứa hóa chất mất nhãn mỗi lọ đựng một dung dịch chứa cation sau ( nồng độ khoảng $0,01$M) : $Fe^{2+} ,Cu^{2+}, Ag^+, Al^{3+} , Fe^{3+}$ . Chỉ dùng $1$ dung dịch là thuốc thử $KOH$ có thể nhận biết tối đa mấy dung dịch ?
A. $2$ B. $3$ C. $1$ D. $5$
Câu $5$ : Có các lọ hóa chất không nhãn , mỗi lọ chứa một dung dịch không màu sau : $Na_2SO_4 , Na_2S , Na_2CO_3 , Na_3PO_4, Na_2SO_3$ . Chỉ được dùng $1$ thuốc thử là $H_2SO_4$ nhỏ trực tiếp vào từng dung dịch có thể nhận biết dung dịch nào ?
A. $Na_2CO_3, Na_2S, Na_2SO_3$ B. $Na_2CO_3, Na_2S$
C. $Na_2CO_3, Na_2S, Na_3PO_4$ D. Cả $5$ dung dịch
Câu $6$ : Có các dung dịch không màu đựng trong các lọ riêng biét , không dán nhãn : $ZnSO_4, Mg(NO_3)_2, Al(NO_3)_3$. Để phân biệt các dung dịch trên có thể dùng ?
A. Quỳ tím B. $NaOH$ C. $Ba(OH)_2$ D. $BaCl_2$
Câu $7$ : Để phân biệt các dung dịch $MgCl_2,ZnCl_2,AlCl_3, FeCl_2, KCl$ bằng phương pháp hóa học , có thể dùng
A. $NaOH$ B. $NH_3$ C. $Na_2CO_3$ D. Quỳ tím
Câu $8$ : Trong các thuốc thử sau : ($1$) dung dịch $H_2SO_4$ loãng , ($2$) $CO_2$ và $H_2O$ ,($3$) dung dịch $BaCl_2$ , ($4$) dung dịch $HCl$ . Thuốc thử phân biệt được các chất riêng biệt $CaCO_3 , BaSO_4, K_2CO_3 , K_2SO_4$ là
A. ($1$) và ($2$) B. ($2$) và ($4$)
C. ($1$),($2$),($3$) D. ($1$) ,($2$) ,($4$)
Câu $9$ : Có các lọ riêng biệt chứa các dung dịch sau : $AlCl_3, ZnCl_2, FeSO_4 , Fe(NO_3)_3, NaCl$ . Chỉ dùng dung dịch nào sau đây để phân biệt các chất trên ?
A. $Na_2CO_3$ B. $Ba(OH)_2$ C. $NH_3$ D. $NaOH$
Câu $10$ : Có $5$ lọ mất nhãn đựng $5$ dung dịch sau : $NaOH , MgCl_2, CuCl_2 , AlCl_3, FeCl_3$. Số lượng thuốc thử tối thiểu dùng để nhận biết $5$ dung dịch trên là :
A. $3$ B. $2$ C. $1$ D. $0$
Câu $11$ : Có các dung dịch riêng rẽ sau : $AlCl_3 , NaCl , MgCl_2 , H_2SO_4$ . Để nhận biết được $4$ dung dịch trên chỉ cần dùng $1$ thuốc thử là ?
A. $NaOH$ B. $BaCl_2$ C. $AgNO_3$ D. Quỳ tím
Câu $12$ : Cho các dung dịch : $NaCl, AlCl_3, Al_2(SO_4)_3, FeCl_2, MgCl_2, NH_4Cl, (NH_4)_2CO_3$ . Để nhận biết các dung dịch trên chỉ cần dùng $1$ thuốc thử là :
A. $NaOH$ B. $CaCl_2$ C. $Ba(OH)_2$ D. $H_2SO_4$
Câu $13$ : Có $6$ dung dịch sau : $NH_4NO_3, Al(NO_3)_3, Pb(NO_3)_2, FeCl_2,HCl ,KOH$ . Số lượng thuốc thử tối thiểu cần dùng để nhận biết được các dung dịch trên là
A. $3$ B. $2$ C. $1$ D. $0$
Đáp án : $1D 2B 3D 4D 5A 6C 7B 8A 9C 10D 11A 12C 13D$