Các dạng bài tập về nhận biết, tách chất cực hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Các dạng bài tập về nhận biết, tách chất cực hay, chi tiết

Với Các dạng bài tập về nhận biết, tách chất cực hay, chi tiết Hoá học lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập nhận biết, tách chất từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

1. Phản ứng nhận biết

    Phản ứng nhận biết phải là phản ứng đặc trưng, tức là phản ứng xảy ra:

    - Nhanh (phản ứng xảy ra tức thời).

    - Nhạy (một lượng nhỏ cũng phát hiện được).

    - Dễ thực hiện (điều kiện nhiệt độ, áp suất thấp).

    - Phải có dấu hiệu, hiện tượng dễ quan sát (tạo kết tủa, hòa tan kết tủa, thay đổi màu, sủi bọt khí, có mùi,...). Không được dùng phản ứng không có dấu hiệu, hiện tượng dễ nhận biết.

2. Cách trình bày bài giải bài tập nhận biết

    +) Cách 1: Phương pháp mô tả

    - Bước 1: Trích mẫu thử từ hóa chất cần nhận biết.

    - Bước 2: Chọn thuốc thử (tùy theo yêu cầu của đề bài; thuốc thử tùy chọn không hạn chế, hay hạn chế, hoặc không dùng thuốc thử bên ngoài,...).

    - Bựớc 3: Cho thuốc thử vào mẫu thử, trình bày hiện tượng quan sát được (mô tả hiện tượng xảy ra) rút ra kết luận đã nhận biết được hóa chất nào.

    - Bước 4: Viết phương trình phản ứng xảy ra khi nhận biết.

    +) Cách 2: Dùng phương pháp lập bảng

    Cũng qua các bước như cách 1. Riêng bước 2 và 3 thay vì mô tả, gộp lại thành bảng: trình tự nhận biết.

    Ví dụ:

    Chú ý: Kí hiệu (-) quy ước: không có dấu hiệu gì xảy ra (mặc dù có thể có phản ứng), (///) chất đã nhận biết được.

    Sau cùng phải viết các phương trình phản ứng xảy ra khi nhận biết, cần lưu ý sự khác nhau giữa nhận biết và phân biệt. Để phân biệt các chất X, Y, Z, T chỉ cần nhận biết các chất Z, Y, Z, chất còn lại đương nhiên là Z. Ngược lại, để nhận biết các chất X, Y, Z, T phải xác định đủ tất cả các chất này, không được bỏ qua chất nào.

3. Các kiểu bài nhận biết

    a) Kiểu bài không hạn chế thuốc thử

    Dạng này có thể dùng nhiều thuốc thử khác nhau để nhận biêt, miễn sao hợp lí.

    b) Dùng thuốc thử hữu hạn

    Dạng này chỉ được dùng những thuốc thử mà đề cho hay đề yêu cầu, dùng quá là sai. Để giải dạng toán này ta có một số điểm lưu ý sau:

    - Có thể dùng chất đã nhận biết trở lại làm thuốc thử.

    - Trong dung dịch các muối nhận biết có các ion Al³⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, NH⁴⁺ ta dùng kiềm.

    - Trong các dung dịch nhận biết vừa có môi trường axit vừa có môi trường bazơ, ta dùng quỳ tím.

    - Các dung dịch nhận biết có dung dịch muối HCO₃^-, HSO₃^- ta đun nóng nhẹ dung dịch để nhận biết thông qua hiện tượng có khí bay ra.

    2HCO₃^- → H₂O + CO₃^2- + CO₂

    c) Không dùng thuốc thử

    Dạng này không được dùng bất cứ một thuốc thử nào, có dùng là sai.

    Để giải dạng toán này ta lưu ý một số điểm sau:

    - Trong các dung dịch muối nhận biết có muối HCO₃^-, HSO₃^- ta đun nóng các mẫu dung dịch muối này, thông qua hiện tượng khí bay ra hay kết tủa để nhận biết, rồi dùng nó trở lại làm thuốc thử.

    2NaHCO₃ −^tº→ Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

    Ca(HCO₃)₂ −^tº→ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

    - Nguyên tắc chung để giải dạng toán này là cho các chất tác dụng lẫn nhau từng dôi một rồi lập bảng quan sát hiện tượng để kết luận (Qui tắc này gọi là qui tắc bóng đá vòng tròn).

    d. Dạng nhận biết các chất cùng nằm trong một hỗn hợp:

    Nguyên tắc để giải dạng toán này cũng như trên, chỉ lưu ý rằng là khi nhận biết được chất nào thường loại nó ra khỏi hỗn hợp và nhận biết đến cùng.

    Lưu ý: Với dạng bài tách chất

    - Có hỗn hợp nhiều chất trộn lẫn với nhau, dùng phản ứng hóa học kết hợp với sự tách, chiết, đun sôi, cô cạn để tách một chất ra khỏi hỗn hợp hay tách các chất ra khỏi nhau.

    - Dạng toán này chỉ cần tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp, loại bỏ các chất khác, ta có một trong hai cách giải sau:

    Cách 1: Dùng hóa chất phản ứng tác dụng lên các chất cần loại bỏ, còn chất cần tách riêng không tác dụng sau phản ứng được tách ra dễ dàng.

    Cách 2: Dùng hóa chất tác dụng với chất cần muốn tách riêng tạo ra sản phẩm mới. sản phẩm dễ tách khỏi hỗn hợp và dễ tái tạo lại chất đầu.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho ba dung dịch đựng trong ba lọ riêng biệt: CuSO₄, Cr₂(SO₄)₃ và FeSO₄. Thuốc thử nào sau đây có thể phân biệt được cả ba lọ hóa chất trên?

    A. HCl         B. H₂SO₄         C.NaOH         D. Ba(OH)₂

Hướng dẫn:

    Trích mẩu thử cho mỗi lần thí nghiệm. Cho dung dịch NaOH lần lượt vào các mẩu thử.

    - Mẩu thử tạo kết tủa màu xanh là CuSO₄.

    CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

    - Mẩu thử tạo kết tủa trắng xanh, sau đó hóa nâu đỏ là FeSO₄.

    FeSO₄ + 2NaOH →Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

    4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

    - Mẩu thử tạo kết tủa xanh rêu, sau đó tan trong kiềm dư là Cr₂(SO₄)₃.

    Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄

    Cr(OH)₃ + NaOH → Na[Cr(OH)₄]

Bài 2: Cho 5 lọ mất nhãn đựng các dung dịch: KNO₃, Cu(NO₃)₂, FeCl₃ và NH₄Cl. Chỉ sử dụng duy nhất một thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch trên

Hướng dẫn:

    Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm. cho dung dịch NaOH lần lượt vào các mẫu thử.

    Mẫu thử tạo kết tủa xanh là Cu(NO₃)₂

    Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaNO₃

    Mẫu thử tạo kết tủa nâu đỏ là FeCl₃

    FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

    Mẫu thử tạo kết tủa keo trắng tan trong kiềm dư là AlCl₃

    AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

    Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

    Mẫu thử có khí mùi khai bay ra là NH₄Cl

    NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

Bài 3: Có 5 bình mất nhãn đựng 5 dung dịch sau: HCl, H₂SO₄, BaCl₂, Na₂SO₄, Ca(HCO₃)₂. Hãy nhận biết hình nào đựng dung dịch gì?(mà không dùng bất cứ thuốc thử nào)?

Hướng dẫn:

    Đun nhẹ 5 mẫu dung dịch trong 5 ống nghiệm, mẫu nào có sủi bọt khí và có kết tủa là Ca(HCO₃)₂

    Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

    Dùng dung dịch Ca(HCO₃)₂ vừa nhận biết trở lại làm thuốc thử tác dụng với 4 mẫu dung dịch còn lại

    Mẫu nào có khí bay ra không có kết tủa là HCl

    Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

    Mẫu nào vừa có khí vừa có kết tủa là H₂SO₄

    Ca(HCO₃)₂ + 2H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O + CO₂

    Mẫu nào chỉ có kết tủa không có khí là Na₂CO₃

    Ca(HCO₃)₂ + 2Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaHCO₃

    Mẫu nào không có hiện tượng gì là BaCl₂

Bài 4: Một loại muối ăn bị lẫn các tạp chất là Na₂SO₄, NaBr, MgCl₂, CaCl₂ và CaSO₄. Hãy trình bày phương pháp hóa học để thu được NaCl tinh khiết.

Hướng dẫn:

    Hòa tan vào nước, thêm BaCl₂ dư để loại muối SO₄^2-

    Lọc bỏ kết tủa, lấy nước lọc cho thêm Na₂CO₃ dư để loại hết các cation Ca²⁺, Mg²⁺, Ba²⁺.

    Lọc bỏ kết tủa, lấy nước lọc sục Cl₂ dư vào để loại anion Br^-

    Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

    Vì chỉ có một lượng nhỏ Cl₂ tác dụng với nước , do đó phải cho thêm dung dịch HCl dư để loại hết CO₃^2-.

    CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

    Cô cạn dung dịch được NaCl tinh khiết.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Có 5 dung dịch riêng rẽ, mỗi dung dịch chứa một cation: NH₄⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺ có nồng độ khoảng 0,1M. Nếu dùng dung dịch NaOH thì có thể nhận biết được mấy dung dịch?

    A. 3         B. 4         C. 5         D. 2

Lời giải:

Đáp án: B

    Các phản ứng xảy ra:

    NH₄^+ + OH^- → NH₃↑ + H₂O

    Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓ tủa trắng

    Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓ nâu đỏ

    Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃↓

    Al(OH)₃ + 3 OH^- → [Al(OH)₄]^- tan

    Nhận biết được 4 dung dịch.

Bài 2: Không dùng hóa chất hãy nhân biết 4 dung dịch sau trong bốn bình bị mất nhãn: HCl, H₂SO₄, Na₂CO₃, BaCl₂

Lời giải:

Đáp án:

    Trích mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử. Lấy ngẫu nhiên một mẫu thử rồi cho tác dụng lần lượt với các mẫu thử còn lại. ta có bảng sau.

    Dựa vào bảng trên ta thấy

    Chất tác dụng với 3 chất kia cho một kết tủa và hai khi là Na₂CO₃

    Chất tác dụng với 3 chất kia cho hai kết tủa là BaCl₂

    Chất tác dụng với 3 chất kia cho một kết tủa, một khí là H₂SO₄

    Chất tác dụng với 3 chất kia chỉ cho một khí là HCl

    2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + H₂O + CO₂

    H₂SO4 + Na₂CO₃ → Na₂SO4 + H₂O + CO₂

    BaCl₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃ + 2NaCl

    BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

    Pb²⁺ + CO₃^2- → PbCO₃

Bài 3: Có 5 dung dịch mất nhãn gồm CuCl₂, NaNO₃, Mg(NO₃)₂; NH₄NO₃ và Fe(NO₃)₃. Có thể dùng kim loại nào sau đây để phân biệt cả 5 dung dịch?

    A. Na         B. Fe         C. Cu         D. Ag

Lời giải:

Đáp án: A

    Dùng Na

    Na + H₂O → NaOH + ½ H₂

    Sau đó:

    CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ (xanh) + 2NaCl

    Mg(NO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ (trắng) + 2NaNO₃

    NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃↑ + H₂O

    Fe(NO₃)₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ (nâu đỏ) + 3NaNO₃

Bài 4: Có hai dung dịch (NH₄)₂S và (NH₄)₂SO₄. Dùng dung dịch nào sau đây để nhận biết được cả hai dung dịch trên?

    A. Dung dịch NaOH.         B. Dung dịch Ba(OH)₂.

    C. Dung dịch KOH.         D. Dung dịch HCl.

Lời giải:

Đáp án: B

    Có khí mùi khai là (NH₄)₂S

    Có khí mùi khai và kết tủa trắng là (NH₄)₂SO₄

    (NH₄)₂S + Ba(OH)₂ → BaS + 2NH₃↑ + 2H₂O

    (NH₄)₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Bài 5: Trong nước tự nhiên thường có lẫn những lượng nhỏ các muối Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂, Ca(HCO₃)₂ và Mg(HCO₃)₂. Có thể dùng một hóa chất nào sau đây để loại được tất cả các muối trên?

    A. NaOH         B. Na₂CO₃         C. NaHCO₃         D. K₂SO₄

Lời giải:

Đáp án: B

    Khi cho Na₂CO₃ vào loại nước trên thì sẽ tạo kết tủa trắng CaCO₃ và MgCO₃

Bài 6: Có dung dịch hỗn hợp chứa các ion Fe³⁺, Al³⁺, Cu²⁺. Dùng những dung dịch nào sau đây có thể tách riêng từng ion ra khỏi hỗn hợp?

    A. Dung dịch NaOH, NH₃.         B. Dung dịch NaOH, NH₃, HCl

    C. Dung dịch NaOH, HCl, H₂SO₄         D. Dung dịch Ba(OH)₂, NaOH, NH₃.

Lời giải:

Đáp án: B

    Tách các chất theo sơ đồ sau:

Bài 7: Cho năm lọ mất nhãn đựng các dung dịch: KNO₃, Cu(NO₃)₂, FeCl₃ và NH₄C1. Có thể dùng hóa chất nào sau đây để nhận biết chúng?

    A. Dung dịch NaOH dư         B. Dung dịch AgNO₃

    C. Dung dịch Na₂SO₄         D. Dung dịch HC1

Lời giải:

Đáp án: A

    Trích mẩu thử cho mỗi lần thí nghiệm. Cho dung dịch NaOH lần lượt vào các mẩu thử.

    - Mẩu thử tạo kết tủa xanh là Cu(NO₃)₂.

    Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaNO₃

    - Mẩu thử tạo kết tủa nâu đỏ là FeCl₃.

    FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

    - Mẩu thử tạo kết tủa keo trắng tan trong kiềm dư là A1C1₃.

    AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

    Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

    - Mẩu thử có khí mùi bay ra là NH₄Cl.

    NH₄Cl+ NaOH → NaCl + NH₃ + H₂O

Bài 8: Cho ba hợp kim: Cu-Ag, Cu-Al, Cu-Zn. Thuốc thử nào sau đây có thể được dùng để phân biệt ba hợp kim trên?

    A HCl và NaOH

    B. HNO₃ và NH₃

    C. H₂SO₄ và NaOH

    D. H₂SO₄ loãng và NH₃

Lời giải:

Đáp án: D

    Trích mẩu thử cho mỗi lần thí nghiệm. Cho dung dịch H₂SO₄ lần lượt vào các mẩu thử.

    - Hợp kim nào không có khí là Cu-Ag.

    - Cho dung dịch NH₃ vào dung dịch thu được trong hai trường hợp còn lại.

        +) Trường hợp tạo kết tủa keo trắng và không tan trong NH₃ dư ⇒ hợp kim là Cu-Al.

    3A1 + 3H₂SO₄ → A1₂(SO₄)₃ + 3H₂

    A1₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄

        +) Trường hợp tạo kết tủa rồi tan trong NH₃ dư ⇒ hợp kim ban đầu là Cu-Zn.

    Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

    ZnSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Zn(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄

    Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄](OH)₂

Bài 9: Để phân biệt hai khí SO₂ và H₂S thì nên sử dụng thuốc thử nào dưới đây?

    A. Dung dịch KMnO₄

    B. Dung dịch Br₂

    C. Dung dịch CuCl₂

    D. Dung dịch NaOH

Lời giải:

Đáp án: C

    H₂S tạo kết tủa đen với CuCl₂.

    H₂S + CuCl₂ → CuS + 2HC1

Bài 10: Có 5 bình mất nhãn, chứa riêng biệt các khí SO₂, SO₃, N₂, CH₃NH₂ và NH₃. Nếu chỉ dùng quỳ tím ẩm thì có thể nhận ra bình chứa khí:

    A. SO₂         B. SO₃         C. N₂         D. NH₃

Lời giải:

Đáp án: C

    SO₂ và SO₃ làm quỳ tím ẩm hóa đỏ.

    CH₃NH₂ và NH₃ làm quỳ tím hóa xanh.

    N₂ không làm đổi màu quỳ tím.