Đề tài Nhận biết - Tách chất

Nhận biết - Tách chất
A. Nhận biết
Dùng các PƯHH đặc trưng để nhận biết các chất, căn cứ vào các hiện tượng hoà tan, kết tủa, mất màu, tạo màu hay đổi màu, mùi đặc trưng của NH3 (khai), SO2 (xốc), H2S (mùi trứng thối) để nhận biết các chất. Đọc kỹ đề bài, để không nhầm lẫn giữa nhận biết và phân biệt các chất. Ví dụ: để phân biệt các chất A, B, C, D thì ta chỉ cần nhận biết các chất A, B, C chất còn lại phải là D, nhưng khi đề bài yêu cầu nhận biết các chất A, B, C, D thì ta cần nhận biết từng chất một. Tất cả các chất dùng để nhận biết các chất theo yêu cầu của bài được coi là thuốc thử, chất xúc tác không được tính là thuốc thử
1. Các bước nhận biết chất
Bước 1: Lấy mẫu thử
Bước 2: Chọn thuốc thử theo yêu cầu của bài (thuốc thử tuỳ chọn, thuốc thử quy định, không dùng thêm thuốc thử bên ngoài)
Bước 3: Cho thuốc thử vào mẫu thử, dự đoán các hiện tượng
Bước 4: Viết PTHH minh họa.
2. Các dạng nhận biết
a. Nhận biết riêng lẻ và nhận biết hỗn hợp
- Nhận biết riêng lẻ: Mỗi mẫu thử chỉ có một chất
- Nhận biết hỗn hợp: Mẫu thử có từ hai chất trở lên
Khi mẫu thử ở dạng dung dịch ta nhận biết qua các dấu hiệu tạo ra do các PƯHH tạo nên các thành phần của mẫu thử.
Khi mẫu thử ở dạng rắn nên dùng chất thích hợp để hoà tan mẫu thử
Khi mẫu thử là chất khí (oxit axit hoặc các chất khử hay oxi hoá khác) ta dùng dd kiềm hoặc các chất khử hay oxi hoá để nhận biết
b. Nhận biết với thuốc thử hạn chế
Dùng đúng lượng thuốc thử đã cho có thể nhận biết được một, vài hoặc tất cả mẫu thử. Trường hợp, sử dụng hết lượng thuốc thử đã cho mà chưa nhận biết được hết mẫu thử, ta có thể lợi dụng các tính chất của các mẫu đã nhận biết được để nhận biết các mẫu thử còn lại.
c. Nhận biết các chất mà không dùng thêm thuốc thử ngoài
Ta lần lượt cho các mẫu thử tác dụng với nhau, lập bảng tổng kết và thống kê kết quả thu được, từ đó rút ra kết luận.
3. Các nhóm mẫu thử
a. Amoni và muối của kim loại
+ Nhóm 1: Muối của kim loại kiềm
Nhận biết qua màu ngọn lửa, khi nhúng dd muối của kim loại cần nhận biết lên đầu giây Pt sạch và đốt trên ngọn lửa đèn khí sẽ có hiện tượng sau: 
Muối của Na: Ngọn lửa màu vàng
Muối của K: Ngọn lửa màu tím
Muối của Li: Ngọn lửa màu đỏ
+ Nhóm 2: 
Dd muối amoni sẽ giải phóng NH3 mùi khai khi cho tác dụng với NaOH và đun nóng nhẹ
Dd muối của bạc sẽ tạo kết tủa trắng AgCl khi cho muối này tác dụng với dd của thuốc thử có gốc clorua.
+ Nhóm 3: Dd muối của Cu màu xanh dương, tạo kết tủa xanh khi tác dụng với dd kiềm
+ Nhóm 4: Dd muối của kim loại lưỡng tính (Al, Zn)
Tạo được kết tủa khi tác dụng với dd kiềm, kết tủa này tan trong dd kiềm dư
+ Nhóm 5: Dd muối của Ca, Mg 
Tạo được kết tủa trong dd bazơ [Ca(OH)2 ít tan]
+ Nhóm 6: Dd muối của sắt
Tạo được kết tủa màu đặc trưng khi tác dụng với dd bazơ : Fe(OH)2 màu trắng xanh, Fe(OH)3 màu nâu đỏ
Lưu ý: dd muối của Ca và Sr sẽ tạo hiđroxit ít tan khi tác dụng với dd kiềm
b. Các gốc axit
+ Nhóm 1: Gốc của axit yếu và trung bình
Thường tạo khí khi tác dụng với axit mạnh: CO3 hoặc HCO3 tạo khí CO2; HSO3 hoặc SO3 tạo khí SO2
Đối với gốc HPO4,, H2PO4, PO4 tạo được kết tủa màu vàng khi cho tác dụng với dd muối của Ag
+ Nhóm 2: các gốc của axit mạnh
Phân nhóm 1: Gốc của axit có oxi
HSO4, SO4 thường dùng dd muối của Ba để tạo kết tủa trắng
NO3 thường cho mẫu thử này tác dụng với kim loại Cu có đun nhẹ, sinh chất khí, khí này hoá nâu trong không khí.
Phân nhóm 2: Gốc axit không có oxi 
Cho mẫu thử này tác dụng với dd muối của Ag sẽ tạo được các kết tủa có màu đặc trưng: AgCl màu trắng, từ từ hoá đen ngoài ánh sáng; AgBr kết tủa vàng, hoá đen nhanh ngoài ánh sáng. 
Vậy dd muối của kim loại yếu và trung bình thường tạo kết tủa khi tác dụng với dd kiềm, dd muối của các gốc axit yếu thường được nhận biết bằng cách cho tác dụng với axit mạnh để tạo khí hoặc kết tủa.
B. Tách chất
Nguyờn tắc: Tỏch hỗn hợp hai chất AB
Bước 1: Chọn chất X chỉ tỏc dụng với A (mà khụng tỏc dụng với B) để chuyển A thành AX ở dạng kết tủa, bay hơi hoặc hoà tan; tỏch khỏi B (bằng cỏch lọc hoặc tự tỏch).
Bước 2: Điều chế lại chất A từ AX
* Sơ đồ tổng quỏt:
Tái tạo Ađ
+ X
Tách A,B
 B
A, B 
 AX A 
Cần chú ý đến tính chất hóa học về trạng thái của chất cần tách: tính tan, sự hoà tan, tạo kết tủa hay bay hơi ... để tạo ra các chất cần tách tồn tại ở những trạng thái khác nhau, chất có thể tự tách hoặc sử dụng các phương pháp lọc, nhiệt luyện, thuỷ luyện, diện phân để tách các chất.
Nên đưa các chất về dạng các muối (dùng phương pháp thuỷ luyện hay điện phân dd để điều chế kim loại tương ứng), tạo kết tủa hiđroxit bằng dd kiềm sau đó có thể điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện. Riêng Al không được dùng biện pháp thuỷ luyện hay nhiệt luyện, mà phải điện phân nóng chảy Al2O3 trong cliolit để thu được kim loại này.Đối với kim loại kiềm thổ (Ca, Ba...) nên tạo kết tủa cacbonat. Khi bài ra có xuất hiện kim loại lưỡng tính, cần xem xét đến khả năng tạo kết tủa rồi tan trong kiềm dư hiđroxit tương ứng (thu lại kết tủa bằng cách sục khí CO2 vào dd) để tạo ra sự tồn tại khác nhau về thể của các chất cần tách. Nếu bài ra có sự tồn tại của muối Zn và Al ta cần lợi dụng tính chất Zn(OH)2 tan trong dd amoniac do tạo phức, trong khi Al không có khả năng tạo phức trên:
NH3(k) + H2O(l) NH4OH(dd)
AlCl3(dd) + 3NH4OH(dd) Al(OH)3(r) +3 NH4Cl(dd) 
ZnCl2(dd) + 4NH4OH(dd) Zn(NH3)4CL2(dd) + 4H2O(l)
Sau đó, làm xuất hiện kết tủa Zn(OH) bằng dd kiềm 
Zn(NH3)4Cl2(dd) + 2NaOH(dd) Zn(OH)2(r) + 2NaCl(dd) + 4NH3(k)
Cũng có thể áp dụng tính chất thụ động hoá trong H2SO4(đặc/nguội) và HNO3(đặc/ nguội) của nhôm và sắt để tách các kim loại này ra khỏi hỗn hợp.
Lưu ý: Không tách chất bằng cách tạo các muối sunfat (bền nhiệt, trơ về hoá học rất khó hoà tan) hoặc các muối nitrat dễ gây nổ. Ví dụ không tách chất khi cho tạo kết tủa BaSO4, hoặc AgCl hai muối này rất khó hoà tan và bền nhiệt.
F.02
Nhận biết một số chất vô cơ
Hoỏ chất
Thuốc thử
Hiện tượng
Phương trỡnh húa học minh họa
- Axit
- Bazơ kiềm
Quỳ tớm
- Quỳ tớm hoỏ đỏ
- Quỳ tớm hoỏ xanh
Gốc nitrat
Cu
Tạo khớ khụng màu, để ngoài khụng khớ hoỏ nõu
8HNO3 + 3Cu 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
 (khụng màu)
2NO + O2 2NO2 
 (màu nõu)
Gốc sunfat
BaCl2
Tạo kết tủa trắng khụng tan trong axit
H2SO4 + BaCl2 BaSO4+ 2HCl
Na2SO4 + BaCl2 BaSO4+ 2NaCl
Gốc sunfit
- BaCl2
- Axit
- Tạo kết tủa trắng khụng tan trong axit.
- Tạo khớ khụng màu.
Na2SO3 + BaCl2 BaSO3+ 2NaCl
Na2SO3 + HCl BaCl2 + SO2 + H2O
Gốc cacbonat
Axit, 
BaCl2, 
AgNO3
- Tạo khớ khụng màu.
- Tạo kết tủa trắng.
- Tạo kết tủa trắng.
CaCO3 +2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl
Na2CO3 + 2AgNO3 Ag2CO3 + 2NaNO3
Gốc photphat
AgNO3
Tạo kết tủa màu vàng, húa đen nhanh ngoài ỏnh sỏng
Na3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + 3NaNO3
(màu vàng)
Gốc clorua
AgNO3, Pb(NO3)2
Tạo kết tủa trắng, từ từ hoỏ đen ngoài ỏnh sỏng
HCl + AgNO3 AgCl + HNO3
2NaCl + Pb(NO3)2 PbCl2 + 2NaNO3
Muối sunfua
- Axit,
- Pb(NO3)2
- Tạo khớ mựi trứng thối.
- Tạo kết tủa đen.
Na2S + 2HCl 2NaCl + H2S
Na2S + Pb(NO3)2 PbS+ 2NaNO3
Muối sắt (II)
NaOH
Tạo kết tủa trắng xanh, sau đú bị hoỏ nõu ngoài khụng khớ.
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 
Muối sắt (III)
Tạo kết tủa màu nõu đỏ
FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
Muối magie
Tạo kết tủa trắng
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
Muối đồng
Tạo kết tủa xanh lam
Cu(NO3)2 +2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3
Muối nhụm (hoặc muối Zn)
Tạo kết tủa trắng, tan trong NaOH dư
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH (dư) NaAlO2 + 2H2O
F.02
Hoỏ chất
Thuốc thử
Hiện tượng
Phương trỡnh húa học minh họa
Khớ SO2
- Ca(OH)2,
- dd nước brom
Làm đục nước vụi trong.
Mất màu vàng nõu của dd nước brom
SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O
SO2 + 2H2O + Br2 H2SO4 + 2HBr
Khớ CO2
Ca(OH)2
Làm đục nước vụi trong
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
Khớ N2
Que diờm đỏ
Que diờm tắt
Khớ NH3
Quỳ tớm ẩm
Quỳ tớm ẩm hoỏ xanh
Khớ CO
CuO (đen)
Chuyển CuO (đen) thành đỏ.
CO + CuO Cu + CO2 
 (đen) (đỏ)
Khớ HCl
- Quỳ tớm ẩm 
- AgNO3
- Quỳ tớm ẩm hoỏ đỏ
- Tạo kết tủa trắng
HCl + AgNO3 AgCl+ HNO3
Khớ H2S
Pb(NO3)2
Tạo kết tủa đen
H2S + Pb(NO3)2 PbS+ 2HNO3
Khớ Cl2
Giấy tẩm hồ tinh bột
Làm xanh giấy tẩm hồ tinh bột
Axit HNO3
Bột Cu
Cú khớ màu nõu xuất hiện
4HNO3 + Cu Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O
F.03
Tách một số chất vô cơ
Chất cần tỏch
Phản ứng tỏch và phản ứng tỏi tạo lại chất ban đầu
Phương phỏp tỏch
Al (Al2O3 hay hợp chất nhụm)
Al NaAlO2 Al(OH)3Al2O3 Al
Lọc; điện phõn núng chảy
Zn (ZnO)
Zn Na2ZnO2Zn(OH)2 ZnO Zn
Lọc; nhiệt luyện
Mg (MgO)
Mg MgCl2 Mg(OH)2MgO Mg
Lọc; nhiệt luyện
Fe (FeO hoặc Fe2O3)
Fe FeCl2 Fe(OH)2FeO Fe
Lọc; nhiệt luyện
Cu (CuO)
Cu CuSO4 Cu(OH)2CuO Cu
Lọc; nhiệt luyện