Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 53: Luyện tập nhận biết một số ion trong dung dịch

Có các lọ hoá chất mất nhãn trong mỗi lọ đựng một trong các dung dịch sau: FeCl₂, (NH₄)₂SO₄, FeCl₃, CuCl₂, AlCl₃, NH₄Cl. Chỉ dùng các ống nghiệm và dung dịch NaOH lần lượt thêm vào từng dung dịch có thể nhận biết tối đa được mấy dung dịch trong số các dung dịch kể trên?

A. 2 dung dịch

B. 3 dung dịch

C. 4 dung dịch

D. 5 dung dịch

Phương pháp giải

Dựa vào sự thay đổi màu sắt kết tủa, xuất hiện khí để nhận biết các chất khi dùng dung dịch NaOH. Từ đó, chọn đáp án thích hợp.

Hướng dẫn giải

Cho NaOH lần lượt vào các mẫu thử:

• Mẫu thử nào có kết tủa trắng xanh sau đó hóa nâu đỏ ngoài không khí là FeCl₂

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂\(^{\downarrow}\) + 2NaCl

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃\(^{\downarrow}\)

• Mẫu thử nào tạo kết tủa nâu đỏ là FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃\(^{\downarrow}\) + 3NaCl

• Mẫu thử nào tạo kết tủa màu xanh là CuCl₂

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂\(^{\downarrow}\) + 2NaCl

• Mẫu thử nào ban đầu xuất hiện kết tủa trắng sau đó kết tủa tan ra là AlCl₃

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

• Mẫu thử nào xuất hiện khí mùi khai thoát lên, làm xanh giấy quỳ tím là NH₄Cl

NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃\(^{\uparrow}\) + H₂O

Vậy có thể nhận biết được 5 dung dịch trên bằng dung dịch NaOH.

⇒ Đáp án D.

Cho dung dịch A chứa các cation Ba²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺. Trình bày cách nhận biết sự có mặt của các cation đó trong A.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng, sự thay đổi màu sắc dung dịch, sự xuất hiện kết tủa của các ion để lựa chọn thuốc thử và phương pháp phù hợp.

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết sự có mặt của các cation đó trong dung dịch A:

• Lấy một ít dung dịch, nhỏ từ từ NaOH vào, lọc lấy kết tủa đem hòa tan bằng dung dịch NH₃ thấy kết tủa tan một phần tạo thành dung dịch có màu xanh thẫm ⇒ có Cu²⁺

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁺ + 2OH^-

• Phần kết tủa không tan trong NH₃ có màu nâu đỏ là Fe(OH)₃ ⇒ có Fe³⁺

Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃ màu nâu đỏ

• Lấy một ít dung dịch, nhỏ từ từ Na₂SO₄ và một ít dung dịch H₂SO₄ loãng vào, thấy xuất hiện kết tủa trắng không tan trogn axit H₂SO₄. Đó là BaSO₄ trong dung dịch có chứa ion Ba²⁺

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄\(^{\downarrow}\)

Cho các dung dịch chứa các ion riêng biệt Mg²⁺, Al³⁺, Ni²⁺, Cl^-, SO₄^2-. Trình bày cách nhận biết sự có mặt của các ion trong dung dịch đó.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng, sự thay đổi màu sắc dung dịch, sự xuất hiện kết tủa của các ion để lựa chọn thuốc thử và phương pháp phù hợp

Hướng dẫn giải

Nhận biết các ion riêng biệt: Mg²⁺, Al³⁺, Ni²⁺, Cl^-, SO₄^2-

Nhỏ vào các mẫu dung dịch thuốc thử là NaOH:

• Nhận ra ion Mg²⁺ vì có kết tủa trắng:

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂\(^{\downarrow}\)

• Nhận ra ion Al³⁺ vì có kết tủa trắng sau đó tan khi thêm OH^-:

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃\(^{\downarrow}\)

Al(OH)₃\(^{\downarrow}\) + OH^- → [Al(OH)₄]^- tan

• Nhận ra ion Ni²⁺ vì có kết tủa màu xanh lục Ni²⁺ + 2OH^- → Ni(OH)₂\(^{\downarrow}\)
• Nhỏ vào 2 mẫu thuốc thử chứa hai anion dung dịch chứa Ba²⁺. Nhận ra ion SO₄^2- vì tạo chất kết tủa màu trắng không tan trong axit:

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄\(^{\downarrow}\)

• Mẫu chứa ion Cl^- là mẫu còn lại.