Chuyên đề : NHẬN BIẾT, PHÂN BIỆT CHẤT MẤT NHÃN I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1) Nguyên tắc: - Phải trích mỗi chất một ít để làm mẫu thử ( trừ trường hợp là chất khí ) - Phản ứng chọn để nhận biết các chất phải xảy ra nhanh và có dấu hiệu đặc trưng ( đổi màu , xuất hiện kết tủa, sủi bọt khí, mùi đặc trưng, … ) 2) Phương pháp: - Phân loại các chất mất nhãn → xác định tính chất đặc trưng → chọn thuốc thử. - Trình bày : Nêu thuốc thử đã chọn ? Chất đã nhận ra ? Dấu hiệu nhận biết (Hiện tượng gì ? ), viết PTHH xảy ra để minh hoạ cho các hiện tượng. 3) Lưu ý : - Nếu chất A là thuốc thử của chất B thì chất B cũng là thuốc thử của A. - Nếu chỉ được lấy thêm 1 thuốc thử , thì chất lấy vào phải nhận ra được một chất sao cho chất này có khả năng làm thuốc thử cho các chất còn lại. - Nếu không dùng thuốc thử thì dùng các phản ứng phân hủy, hoặc cho tác dụng đôi một. - Khi chứng minh sự có mặt của một chất trong hỗn hợp thì rất dễ nhầm lẫn. Vì vậy thuốc thử được dùng phải rất đặc trưng. Ví dụ : Không thể dùng nước vôi trong để chứng minh sự có mặt của CO 2 trong hỗn hợp : CO 2 , SO 2 , NH 3 vì SO 2 cũng làm đục nước vôi trong: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O SO 2 + Ca(OH) 2 → CaSO 3 ↓ + H 2 O 3) Tóm tắt thuốc thử và dấu hiệu nhận biết một số chất a) Các chất vô cơ : Chất cần nhận biết Thuốc thử Dấu hiệu ( Hiện tượng) dd axit * Quì tím * Quì tím → đỏ dd kiềm * Quì tím * phenolphtalein * Quì tím → xanh * Phênolphtalein → hồng Axit sunfuric và muối sunfat * ddBaCl 2 * Có kết tủa trắng : BaSO 4 ↓ Axit clohiđric và muối clorua * ddAgNO 3 * Có kết tủa trắng : AgCl ↓ Muối của Cu (dd xanh lam) * Dung dịch kiềm ( ví dụ NaOH… ) * Kết tủa xanh lơ : Cu(OH) 2 ↓ Muối của Fe(II) (dd lục nhạt ) * Kết tủa trắng xanh bị hoá nâu đỏ trong nước : 2Fe(OH) 2 + H 2 O + ½ O 2 → 2Fe(OH) 3 ( Trắng xanh) ( nâu đỏ ) Muối Fe(III) (dd vàng nâu) * Kết tủa nâu đỏ Fe(OH) 3 d.dịch muối Al, Cr (III) … ( muối của Kl lưỡng tính ) * Dung dịch kiềm, dư * Kết tủa keo tan được trong kiềm dư : Al(OH) 3 ↓ ( trắng , Cr(OH) 3 ↓ (xanh xám) Al(OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O Muối amoni * dd kiềm, đun nhẹ * Khí mùi khai : NH 3 ↑ Muối photphat * dd AgNO 3 * Kết tủa vàng: Ag 3 PO 4 ↓ Muối sunfua * Axit mạnh * dd CuCl 2 , Pb(NO 3 ) 2 * Khí mùi trứng thối : H 2 S ↑ * Kết tủa đen : CuS ↓ , PbS ↓ Muối cacbonat và muối sunfit * Axit (HCl, H 2 SO 4 ) * Nước vôi trong * Có khí thoát ra : CO 2 ↑ , SO 2 ↑ ( mùi xốc) * Nước vôi bị đục: do CaCO 3 ↓, CaSO 3 ↓ Muối silicat * Axit mạnh HCl, H 2 SO 4 * Có kết tủa trắng keo. Muối nitrat * ddH 2 SO 4 đặc / Cu * Dung dịch màu xanh , có khí màu nâu NO 2 ↑ Kim loại hoạt động * Dung dịch axit * Có khí bay ra : H 2 ↑ Kim loại đầu dãy : K , Ba, Ca, Na * H 2 O * Đốt cháy, quan sát màu ngọn lửa * Có khí thoát ra ( H 2 ↑) , toả nhiều nhiệt * Na ( vàng ) ; K ( tím ) ; Li ( đỏ tía ) ; Ca ( đỏ cam) ; Ba (lục vàng )… Kim loại lưỡng tính: Al, Zn,Cr * dung dịch kiềm * kim loại tan, sủi bọt khí ( H 2 ↑ ) Kim loại yếu : Cu, Ag, Hg ( thường để lại sau cùng ) * dung dịch HNO 3 đặc * Kim loại tan, có khí màu nâu ( NO 2 ↑ ) ( dùng khi không có các kim loại hoạt động). Hợp chất có kim loại hoá trị thấp như :FeO, Fe 3 O 4 , FeS,FeS 2 ,Fe(OH) 2 ,,Cu 2 S * HNO 3 , H 2 SO 4 đặc * Có khí bay ra : NO 2 ( màu nâu ), SO 2 ( mùi hắc )… BaO, Na 2 O, K 2 O CaO P 2 O 5 * hòa tan vào H 2 O * tan, tạo dd làm quì tím → xanh. * Tan , tạo dung dịch đục. * tan, tạo dd làm quì tím → đỏ. SiO 2 (có trong thuỷ tinh) * dd HF * chất rắn bị tan ra. CuO Ag 2 O MnO 2 , PbO 2 * dung dịch HCl ( đun nóng nhẹ nếu là MnO 2, PbO 2 ) * dung dịch màu xanh lam : CuCl 2 * kết tủa trắng AgCl ↓ * Có khí màu vàng lục : Cl 2 ↑ b) Các chất hữu cơ : Chất cần NB Thuốc thử Dấu hiệu nhận biết ( Hiện tượng) Êtilen : C 2 H 4 * dung dịch Brom * dung dịch KMnO 4 * mất màu da cam * mất màu tím Axêtilen: C 2 H 2 * dung dịch Brom * Ag 2 O / ddNH 3 * mất màu da cam * có kết tủa vàng nhạt : C 2 Ag 2 ↓ Mê tan : CH 4 * đốt / kk * dùng khí Cl 2 và thử SP bằng quì tím ẩm * cháy : lửa xanh * quì tím → đỏ Butađien: C 4 H 6 * dung dịch Brom * dung dịch KMnO 4 * mất màu da cam * mất màu tím Benzen: C 6 H 6 * Đốt trong không khí * cháy cho nhiều mụi than ( khói đen ) Rượu Êtylic : C 2 H 5 OH * KL rất mạnh : Na,K, * đốt / kk * có sủi bọt khí ( H 2 ) * cháy , ngọn lửa xanh mờ. Glixerol: C 3 H 5 (OH) 3 * Cu(OH) 2 * dung dịch màu xanh thẫm. Axit axetic: CH 3 COOH * KL hoạt động : Mg, Zn …… * muối cacbonat * quì tím * có sủi bọt khí ( H 2 ) * có sủi bọt khí ( CO 2 ) * quì tím → đỏ Axit formic : H- COOH ( có nhóm : - CHO ) *Ag 2 O/ddNH 3 * có kết tủa trắng ( Ag ) Glucozơ: C 6 H 12 O 6 (dd) * Ag 2 O/ddNH 3 * Cu(OH) 2 * có kết tủa trắng ( Ag ) * có kết tủa đỏ son ( Cu 2 O ) Hồ Tinh bột : ( C 6 H 10 O 5 ) n * dung dịch I 2 ( vàng cam ) * dung dịch → xanh Protein ( dd keo ) * đun nóng * dung dịch bị kết tủa Protein ( khan) * nung nóng ( hoặc đốt ) * có mùi khét * Các chất đồng đẳng ( có cùng CTTQ và có cấu tạo tương tự ) với các chất nêu trong bảng cũng có phương pháp nhận biết tương tự, vì chúng có tính chất hóa học tương tự. Ví dụ: +) CH ≡ C – CH 2 – CH 3 cũng làm mất màu dd brom như axetilen vì có liên kết ba, đồng thời tạo kết tủa với AgNO 3 vì có nối ba đầu mạch. +) Các axit hữu cơ dạng C n H 2n + 1 COOH có tính chất tương tự như axit axetic. II- BÀI TẬP ÁP DỤNG VÀ NÂNG CAO ( phần vô cơ ) 1) Hãy nêu phương pháp nhận biết các lọ đựng riêng biệt các dung dịch mất nhãn: HCl,H 2 SO 4 , HNO 3 . Viết các phương trình hóa học xảy ra. Hướng dẫn : thứ tự dùng dung dịch BaCl 2 và AgNO 3 . 2) Chỉ dùng một thuốc thử duy nhất, hãy nhận biết các gói bột màu đen không nhãn : Ag 2 O, MnO 2 , FeO, CuO. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Hướng dẫn: Dùng thuốc thử : dung dịch HCl. Nếu tạo dung dịch xanh lam là CuO, tạo dung dịch lục nhạt là FeO, tạo kết tủa trắng là Ag 2 O, tạo khí màu vàng lục là MnO 2 . 3) Chỉ dùng một thuốc thử duy nhất, hãy nhận biết các dung dịch mất nhãn : NH 4 Cl, MgCl 2 , FeCl 2 , ZnCl 2 , CuCl 2 . Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Hướng dẫn: dùng dung dịch NaOH để thử : NH 4 Cl có khí mùi khai, FeCl 2 tạo kết tủa trắng xanh và hóa nâu đỏ, CuCl 2 tạo kết tủa xanh lơ, MgCl 2 tạo kết tủa trắng, ZnCl 2 tạo kết tủa trắng tan trong kiềm dư. 4) Không thêm chất khác hãy nêu phương pháp nhận biết các lọ chất mất nhãn sau đây: dd Na 2 CO 3 , ddBaCl 2 , dd H 2 SO 4 , dung dịch HCl. Hướng dẫn: Trích mẫu và cho mỗi chất tác dụng với các chất còn lại. Bảng mô tả: Na 2 CO 3 BaCl 2 H 2 SO 4 HCl Na 2 CO 3 ↓ ↑ ↑ BaCl 2 ↓ ↓ - H 2 SO 4 ↑ ↓ - HCl ↑ - - Nhận xét : Nhận ra Na 2 CO 3 tham gia 1 pư tạo kết tủa, 2 pư tạo khí. Nhận ra BaCl 2 tham gia 2 pư tạo kết tủa. Nhận ra H 2 SO 4 tham gia 1 pư tạo kết tủa, 1 pư tạo khí. Nhận ra HCl tham gia 1 pư tạo khí. Các phương trình hóa học ( ½ số dấu hiệu ghi trong bảng , viết một bên của đường chéo sẫm ) Na 2 CO 3 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 ↑ Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 O + CO 2 ↑ H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl 5) Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt các chất sau đây đựng trong các lọ không nhãn: a) Các khí : CO 2 , SO 2 , Cl 2 , H 2 , O 2 , HCl. b) Các chất rắn : bột nhôm, bột sắt, bột đồng, bột Ag. c) Các chất rắn : BaCO 3 , MgCO 3 , NaCl, Na 2 CO 3 , ZnCl 2 ( chỉ được lấy thêm một chất khác ). d) Các dung dịch: Na 2 CO 3 , NaCl, Na 2 SO 4 , NaNO 3 , BaCl 2 . e) Các dung dịch : NaHSO 4 , Na 2 CO 3 , Na 2 SO 3 , Na 2 S, BaCl 2 ( chỉ được dùng thêm quỳ tím ). g) Các dung dịch : HCl, HNO 3 , NaOH, AgNO 3 , NaNO 3 , HgCl 2 ( được dùng thêm 1 kim loại ). Hướng dẫn: dùng kim loại Cu, nhận ra HNO 3 có khí không màu hóa nâu trong không khí. Nhận ra AgNO 3 và HgCl 2 vì pư tạo dung dịch màu xanh. Dùng dung dịch muối Cu tạo ra, nhận ra được NaOH có kết tủa xanh lơ. Dùng Cu(OH) 2 để nhận ra HCl làm tan kết tủa. Dùng dd HCl để phân biệt AgNO 3 và HgCl 2 ( có kết tủa là AgNO 3 ) 6) Có 5 ống nghiệm đựng 5 dung dịch không nhãn được đánh số từ 1 → 5, gồm: Na 2 CO 3 , BaCl 2 , MgCl 2 , H 2 SO 4 , NaOH . Thực hiện các thí nghiệm được kết quả như sau: (1) tác dụng với (2) → khí ; tác dụng với (4) → kết tủa. (3) tác dụng với (4),(5) đều cho kết tủa. Hãy cho biết mỗi ống nghiệm đựng những chất gì, giải thích và viết phương trình phản ứng. Hướng dẫn : * C 1 : chất (2) tạo kết tủa với 2 chất và tạo khí với 1 chất nên là : Na 2 CO 3 , và (1) là H 2 SO 4 chất (4) + (1) → kết tủa nên chọn (4) là BaCl 2 chất (5) + (2) → kết tủa nên chọn (5) là MgCl 2 ; Chất (3) là NaOH. * C 2 : Có thể lập bảng mô tả như sau: Na 2 CO 3 BaCl 2 MgCl 2 H 2 SO 4 NaOH Na 2 CO 3 ↓ ↓ ↑ - BaCl 2 ↓ - ↓ - MgCl 2 ↓ - X ↓ H 2 SO 4 ↑ ↓ - NaOH - - ↓ - Chỉ có Na 2 CO 3 tạo với các chất khác 2KT và 1 khí nên chọn (2) là Na 2 CO 3 , (1) là H 2 SO 4 Từ đó suy ra : (4) là BaCl 2 vì tạo kết tủa với (1) ; còn lọ ( 5) là MgCl 2 vì tạo kết tủa với (2) 7) Có 3 cốc đựng các chất: Cốc 1: NaHCO 3 và Na 2 CO 3 Cốc 2: Na 2 CO 3 và Na 2 SO 4 Cốc 3: NaHCO 3 và Na 2 SO 4 Chỉ được dùng thêm 2 thuốc thử nhận biết ra từng cốc? Viết phương trình phản ứng. Hướng dẫn : -Dùng dung dịch BaCl 2 để thử mỗi cốc : Cốc 1: BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaCl Cốc 2: BaCl 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl BaCl 2 + Na 2 CO 3 → BaCO 3 ↓ + 2NaCl Cốc 3: BaCl 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2NaCl - Lọc lấy các kết tủa, hòa tan trong dung dịch HCl dư thì: Nếu kết tủa tan hoàn toàn , pư sủi bọt → cốc 1 BaCO 3 + 2HCl → BaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ Nếu kết tủa tan 1 phần,pư sủi bọt → cốc 2 BaCO 3 + 2HCl → BaCl 2 + H 2 O + CO 2 ↑ Nếu kết tủa không tan , không sủi bọt khí → cốc 3 8) Nêu phương pháp hóa học để phân biệt các chất khí sau đây: a) NH 3 , H 2 S, HCl, SO 2 ; c) NH 3 , H 2 S, Cl 2 , NO 2 , NO. b) Cl 2 , CO 2 , CO, SO 2 , SO 3 . ; d) O 2 , O 3 , SO 2 , H 2 , N 2 . Hướng dẫn : a) Dùng dd AgNO 3 nhận ra HCl có kết tủa trắng, H 2 S có kết tủa đen. Dùng dung dịch Br 2 , nhận ra SO 2 làm mất màu da cam ( đồng thời làm đục nước vôi). Nhận ra NH 3 làm quỳ tím ướt → xanh. b) Cl 2 , CO 2 , CO, SO 2 , SO 3 : Dùng dung dịch Br 2 nhận ra SO 2 . Dùng dung dịch BaCl 2 , nhận ra SO 3 . Dùng dung dịch Ca(OH) 2 nhận ra CO 2 . Dùng dung dịch AgNO 3 nhận ra Cl 2 ( có kết tủa sau vài phút ). c) NH 3 , H 2 S, Cl 2 , NO 2 , NO. Nhận ra NH 3 làm xanh quỳ tím ẩm, Cl 2 làm mất màu quỳ tím ẩm, H 2 S tạo kết tủa đen với Cu(NO 3 ) 2 ,. Nhận ra NO bị hóa nâu trong không khí, NO 2 màu nâu và làm đỏ quỳ tím ẩm. Có thể dùng dung dịch Br 2 để nhận ra H 2 S do làm mất màu nước Br 2 : H 2 S + 4Br 2 + 4H 2 O → H 2 SO 4 + 8HBr . d) O 2 , O 3 , SO 2 , H 2 , N 2 . Để nhận biết O 3 thì dùng giấy tẩm dung dịch ( hồ tinh bột + KI ) → dấu hiệu: giấy → xanh. 2KI + O 3 + H 2 O → 2KOH + I 2 + O 2 ( I 2 làm hồ tinh bột → xanh ). 9) Nhận biết các chất sau đây ( không được lấy thêm chất khác ) a) dung dịch AlCl 3 , dd NaOH. ( tương tự cho muối ZnSO 4 và NaOH ) b) các dung dịch : NaHCO 3 , HCl, Ba(HCO 3 ) 2 , MgCl 2 , NaCl. c) các dung dịch : NaCl, H 2 SO 4 , CuSO 4 , BaCl 2 , NaOH. d) các dung dịch : BaCl 2 , HCl, H 2 SO 4 , K 3 PO 4 . Hướng dẫn ( câu b): Qua bảng, ta thấy có một cặp chất chưa nhận ra ( Ba(HCO 3 ) 2 , NaHCO 3 . Để phân biệt 2 chất này ta phải nung nóng, nhận ra Ba(HCO 3 ) 2 nhờ có kết tủa. * Cách 2: đun nóng 5 dung dịch, nhận ra Ba(HCO 3 ) 2 có sủi bọt khí và có kết tủa, nhận ra NaHCO 3 có sủi bọt khí nhưng không có kết tủa. Dùng dung dịch Na 2 CO 3 vừa tạo thành để nhận ra HCl và MgCl 2 . Chất còn lại là NaCl. 10) Nhận biết sự có mặt của mỗi chất sau đây trong một hỗn hợp ( nguồn : “Câu hỏi giáo khoa Hóa vô cơ” - Nguyễn Hiền Hoàng , tr.116 -NXB trẻ: 1999 ) a) Hỗn hợp khí : CO 2 , SO 2 , H 2 , O 2 . b) Hỗn hợp khí : CO, CO 2 , SO 2 , SO 3 , H 2 . c) Dung dịch loãng chứa hỗn hợp: HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 . NaHCO 3 HCl Ba(HCO 3 ) 2 MgCl 2 NaCl NaHCO 3 ↑ - ↓ - HCl ↑ ↑ - - Ba(HCO 3 ) 2 - ↑ ↓ - MgCl 2 ↓ - ↓ - NaCl - - - - d) Dung dịch hỗn hợp : Cu(NO 3 ) 2 , AlCl 3 , BaCl 2 . e) Hỗn hợp bột gồm: Al, Zn, Fe, Cu. 11) Nhận biết bằng phương pháp hóa học ( nguồn “Câu hỏi giáo khoa Hóa vô cơ” - Nguyễn Hiền Hoàng , tr.115 ) a) Các chất rắn: Na 2 O, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ( chỉ dùng nước ). b) Các hỗn hợp: (Al + Al 2 O 3 ) , ( Fe + Fe 2 O 3 ) , ( FeO + Fe 2 O 3 ). c) Các hỗn hợp: ( Fe + Fe 2 O 3 ) , ( Fe + FeO) , ( FeO + Fe 2 O 3 ). d) Các hỗn hợp: ( H 2 + CO 2 ) , ( CO 2 + SO 2 ) , ( CH 4 + SO 2 ). 12) Có 3 muối khác nhau, mỗi muối chứa một gốc và một kim loại khác nhau ( có thể là muối trung hòa hoặc muối axit) được ký hiệu A,B,C. Biết : A + B → có khí bay ra. B + C → có kết tủa. A + C → vừa có kết tủa vừa có khí bay ra. Hãy chọn 3 chất tương ứng với A,B,C và viết các phương trình hóa học xảy ra. . NaHCO 3 HCl Ba(HCO 3 ) 2 MgCl 2 NaCl NaHCO 3 ↑ - ↓ - HCl ↑ ↑ - - Ba(HCO 3 ) 2 - ↑ ↓ - MgCl 2 ↓ - ↓ - NaCl - - - - d) Dung dịch hỗn hợp : Cu(NO 3 ) 2 , AlCl. 3 BaCl 2 MgCl 2 H 2 SO 4 NaOH Na 2 CO 3 ↓ ↓ ↑ - BaCl 2 ↓ - ↓ - MgCl 2 ↓ - X ↓ H 2 SO 4 ↑ ↓ - NaOH - - ↓ - Chỉ có Na 2 CO 3 tạo với các chất khác 2KT và