Chuyên đề Các bài tập nhận biết, tách chất và tinh chế

Các bài tập nhận biết, tách chất và tinh chế
I. Nhận biết
1. Nguyên tắc
- Nắm vững tính chất vật lí, hoá học cơ bản của chất đó
- Có thể dùng phơng pháp vật lí và hoá học để nhận biết chất, nhng thờng u tiên phơng pháp vật lí trớc
- Các phản ứng dùng để nhận biết phải đơn giản, có dấu hiệu rõ ràng: có kết tủa xuất hiện, có khí thoát ra, dung dịch đổi màuCó những phản ứng xảy ra nhng không có dấu hiệu rõ rệt thì không đợc dùng để nhận biết, ví dụ NaOH + HCl
- Nếu có nhiều thuốc thử có thể dùng để nhận biết thì u tiên thuốc thử dễ tìm kiếm và rẻ tiền, cho hiện tợng rõ ràng hơn
- Các chất dùng để nhận biết đều đợc gọi là thuốc thử kể cả quì tím, nớc
- Đề bài yêu cầu nhận biết các chất riêng biệt thì ta chỉ cần tìm ra ( n -1) chất, còn nếu đề bài yêu cầu chứng minh sự có mặt của n chất trong hỗn hợp thì phẩi nhận biết n chất đó.
2. Phơng pháp
Bớc 1: Lấy mẫu thử và đánh số thứ tự (nếu cần)
Bớc 2: Lựa chọn thuốc thử, cho vào từng mẫu thử
Bớc 3: Nêu hiện tợng quan sát đợc, rút ra kết luận đó là chất gì, viết phơng trình hoá học minh họa ( nếu có ).
3. Các dạng bài tập nhận biết	
a) Nhận biết các chất riêng biệt:
+ Thuốc thử không hạn chế
+ Thuốc thử hạn chế
+ Không dùng thêm thuốc thử ( phân biệt bằng tính chất vật lí, đun nóng các chất hoặc cho các chất phản ứng với nhau từng đôi một )
b) Chứng minh sự có mặt của nhiều chất trong hỗn hợp
4. Một số thuốc thử thờng dùng
a) Dd axit: + quì tím
	+ axit HCl: dd AgNO3 kết tủa trắng AgCl
	+ axit H2SO4: kim loại Ba có khí thoát ra và có kết tủa trắng BaSO4 
	Dd muối Ba hoặc Ba(OH)2: có kết tủa trắng xuất hiện BaSO4
	Dùng BaO rắn: chất rắn tan và có kết tủa trắng BaSO4 
	+ axit H3PO4: Dùng dd muối AgNO3 có kết tủa màu vàng Ag3PO4 
	+ axit HNO3: Dùng kim loại Cu dd không màu chuyển dần sang màu xanh, có khí màu nâu thoát ra ( nếu HNO3 loãng thì có khí NO không màu hoá nâu trong không khí).
	+ axit H2S:Dùng dd muối Ag, hoặc Cu có kết tủa đen Ag2S hoặc CuS
b) Bazơ kiềm: Dùng quì tím hoặc phênolphtalein.
	Với Ca(OH)2 sục khí CO2 hoặc SO2 xuất hiện kết tủa trắng sau đó kết tủa tan nếu sục d.
	Với Ba(OH)2: Dùng H2SO4, muối sunfat : có kết tủa trắng BaSO4 
NaOH: đốt trên ngọn lửa đèn cồn có màu vàng.
c) Muối
	Khi nhận biết muối theo kim loại ta dùng dd kiềm ( NaOH )
	+ Muối Al3+ : tạo kết tủa trắng keo sau đó kết tủa tan dần trong kiềm dư
	+ Muối Cu2+ : tạo kết tủa keo xanh
	+ Muối Fe2+ : kết tủa trắng xanh
	+ Muối Fe3+ : kết tủa đỏ nâu
	+ Muối Mg2+ : kết tủa trắng không tan trong kiềm dư
	+ Muối Ag+ : tạo Ag2O kết tủa đen
	+ Muối NH4+ : có khí NH3 mùi khai và làm xanh giấy quì ẩm
	+ Muoois Zn2+: có kết tủa màu trắng sau đó tan trong kiềm dư.
Nhận biết theo gốc axit:
+ Gốc Cl- : dd AgNO3 : có kết tủa trắng AgCl
+ Br-: dd AgNO3 : có kết tủa vàng nhạt AgBr
+ I- : dd AgNO3 : có kết tủa vàng AgI
+ S2-: dd AgNO3 : có kết tủa đen Ag2S
+ PO43-: dd AgNO3 : có kết tủa vàng Ag3PO4
+ SO42-: dd Ba2+ : có kết tủa trắng BaSO4 
+ CO32- : dùng axit mạnh: có khí CO2 
+ SO32- : dùng axit mạnh: có khí SO2 
+ SiO3 : dùng axit mạnh: Tạo H2SiO3 kết tủa keo 
+ NO3- : dùng axit mạnh ( HCl, H2SO4 ) và bột Cu: có khí NO2 mầu nâu 
d) Các khí:
+ CO : Dẫn qua bột CuO nung nóng : CuO màu đen chuyển thành màu đỏ của Cu
+ H2 : Dẫn qua bột CuO nung nóng : CuO màu đen chuyển thành màu đỏ của Cu
+ CO2 : làm đục nước vôi trong
+ SO2 : làm mất màu nâu đỏ của dd nước brôm
	SO2 + Br2 + H2O HBr + H2SO4 
+ NH3 : có mùi khai, làm xanh quì tím ẩm, hoặc phản ứng với HCl đậm đặc tạo khói trắng: NH3(k) + HCl(k) NH4Cl(r) ( bột trắng)
+ H2S : mùi trứng thối, tạo kết tủa đen với dd Cu(NO3)2
+ HCl : quì tím ẩm hoá đỏ, tạo khói trắng với NH3, tạo kết tủa trắng với dd AgNO3 
+ NO : không màu hoá nâu trong không khí
+ NO2 : làm lạnh từ màu nâu chuyển sang không màu hoặc làm quì tím ẩm hoá đỏ: 2 NO2(màu nâu) N2O4( không màu)
NO2 + H2O HNO2 + HNO3 
e) Các oxit: 
	Oxit bazơ: để nhận biết các oxit kim loại thường phải chuyển thành dung dịch kiềm hoặc dd muối, sau đó nhận biết kiềm và muối để nhận biết các oxit ban đầu.
5. Bài tập
1. Ngời ta đa cho em 1 mẫu oxit, làm thế nào để biết oxit đó thuộc loại oxit nào.
2. Nhận xét sau đây đúng hay sai: “Trộn lẫn 2 chất với nhau ta thu đợc một hỗn hợp“. Lấy VD minh hoạ.
3. Có 5 mẫu kim loại : Ba, Mg, Al, Fe, Ag. Nếu chỉ dùng dd H2SO4 loãng thì có thể nhận biết đợc những kim loại nào.
4. Trình bày cách phân biệt các chất riêng biệt sau:
a) 5 chất bột: Cu, Al, Fe, Ag, S
b) 4 chất bột màu trắng: CuO, Na2O, MgO, P2O5
c) 4 chất bột: K, Mg, Al, Ag
5. Chỉ dùng thêm 1 hoá chất, hãy phân biệt các oxit riêng biệt sau: K2O, Al2O3, MgO
6. Hãy chọn 1 thuốc thử thích hợp để nhận biết các dd riêng biệt sau:
a) NaOH, Ba(OH)2, Na2SO4 và NaCl
b) NH4Cl, (NH4)2SO4, NaNO3, Al(NO3)3, MgCl2, FeCl2, FeCl3.
7. Chỉ dùng H2O và CO2 có thể nhận biết được 5 chất bột màu trắng sau đây không: Na2CO3, NaCl, Na2SO4, BaCO3 và BaSO4 
8. Trình bày phơng pháp hoá học để nhận biết từng dung dịch trong các trường hợp sau:
a) NaCl, NaNO3 và HCl đựng trong 3 lọ riêng biệt
b) NaCl, CaCl2 và AlCl đựng trong 3 lọ riêng biệt
c) HCl, HNO3, H2SO4 trong cùng một dung dịch loãng
9. Chỉ dùng 1 hoá chất thích hợp hãy nhận biết 
a) CaCl2, Ba(OH)2, Na2SO4, KOH
b) Ba(NO3)2, NaCl, H2SO4, HCl
c) NH4Cl, (NH4)2SO4, NaNO3, MgCl2, FeCl2, FeCl3, Al(NO3)2, CuCl2
d) CaCO3, Fe2O3, Al2O3 và SiO2
đ) Các dung dịch K2SO4, K2CO3, K2SiO3, K2S, K2SO3.
10. Nhận biết các chất sau mà không dùng hoá chất khác : H2O, dd NaCl, dd HCl, dd Na2CO3 
11. Có 5 lọ mất nhãn mỗi lọ đựng 1 trong các dung dịch sau: NaHCO3, NaHSO4, Mg(HCO3)2, Na2SO3, Ba(HCO3)2. Trình bày cách nhận biết từng dung dịch mà không dùng hoá chất khác.
12. Không dùng thêm thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch:
a) CaCl2, Na2CO3, NaHCO3, Ca(HCO3)2
b) NaHCO3, Na2CO3, BaCl2, Na3PO4, H2SO4
c) MgCl2, NaOH, NH4Cl, BaCl2, H2SO4 
d) NH4NO3, Al(NO3)3, Pb(NO3)2, FeCl3, HCl, KOH
đ) K2SO4, Al(NO3)3, (NH4)2SO4, Ba(NO3)2 và NaOH
13. NH3 bị lẫn hơi nước, muốn có NH3 tinh khiết có thể dùng các chất nào trong số các chất sau: P2O5, Na, H2SO4 đặc, CaO, KOH
14. Cho 2 ống nghiệm (1) và (2) đều đựng dd KI. Cho luồng khí O2 qua dd ống (1) và O3 qua dd ống (2).
a) Nêu hiện tượng và từ đó so sánh tính oxi hoá của O2 và O3 
b) Nhận biết sản phẩm tạo ra trong ống (2).
II. Tách chất và tinh chế các chất
1. Phương pháp
a) Sử dụng phương pháp vật lí:
- Phương pháp lọc: tách chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng
- Phương pháp chiết: tách các chất lỏng ra khỏi hỗn hợp lỏng không đồng nhất.
- Phương pháp chưng cất phân đoạn: các chất có tos khác nhau nhiều.
- Phương pháp làm đông đặc: các chất có nhiệt độ đông đặc khác nhau nhiều
- Phương pháp lượm nhặt: các chất rắn có màu sắc khác nhau
- Phương pháp từ tính; cô cạn
- Phương pháp sắc kí: sắc kí khí, sắc kí lỏng
b) Sử dụng phương pháp hoá học
* Sơ đồ tách:
	 XY
 A	 AX 
 p. tái tạo	 A
 B p. tách
	 B
Phản ứng dùng để tách phải thoã mãn 3 yêu cầu:
Chỉ tác dụng lên chất cần tách trong hỗn hợp
Từ sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng khỏi hỗn hợp
Từ sản phẩm tạo thành dễ dàng tái tạo lại đợc chất ban đầu
Lu ý: Khác với bài tập nhận biết, bài tập tách chất yêu cầu phải tách toàn bộ các chất ra khỏi nhau vì vậy phải tiến hành tất cả đối với hỗn hợp. Nói cách khác là không lấy mẫu.
2. Bài tập 
1. Hãy dùng phương pháp hoá học để tách các kim loại: Cu, Ag, Al, Fe ra khỏi hỗn hợp.
2. Trình bày phương pháp để tinh chế muối ăn tinh khiết từ hỗn hợp NaCl, Na2SO4, NaBr, MgCl2, CaCl2 và CaSO4.
 NaCl NaCl Br2
NaCl NaBr + Na2CO3 NaBr + Cl2 
NaBr MgCl2 Na2CO3 (d)
MgCl2 + BaCl2 CaCl2 NaCl CO2,Cl2
CaCl2 BaCl2(d) MgCO3 Na2CO3 + HCl 
Na2SO4 CaCO3 Cl2(d) NaCl CaSO4 BaSO4 BaCO3 HCl 
 t0
 NaCl
3. Bằng phương pháp hoá học hãy tách Al2O3, Fe2O3 và SiO2 ra khỏi hỗn hợp.
4. Trong phòng thí nghiệm thường điều chế CO2 từ CaCO3 và HCl do đó CO2 bị lẫn một ít khí HCl và hơi nước. Làm thế nào để có CO2 hoàn toàn tinh khiết.( NaHCO3 H2SO4 hoặc P2O5 ).
5. Nêu 2 phương pháp tách Ag – Cu ra khỏi hợp kim.
6. Để làm khô khí NH3, HCl người ta làm thế nào.