Bài tập nhận biến ion (cation và anion) trong dung dịch: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 174 SGK Hoá 12 bài 40

Bài viết này các em sẽ vận dụng kiến thức lý thuyết ở trên để giải một số bài tập về nhận biết ion (cation và anion): Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 174 SGK Hóa 12 bài 40, qua đó rèn luyện được kỹ năng giải bài tập đồng thời giúp ghi nhớ kiến thức lý thuyết tốt hơn.

* Bài 1 trang 174 SGK Hóa 12: Có 3 dung dịch, mỗi dung dịch chứa 1 cation như sau : Ba²⁺, NH₄⁺, Al³⁺. Trình bày cách nhận biết chúng.

> Giải bài 1 trang 174 SGK Hóa 12:

- Cho dung dịch NaOH vào 3 mẫu thử, mẫu thử nào có khí mùi khai thoát ra là NH₄⁺, mẫu thử nào có kết tủa rồi tan ra là Al³⁺, các phương trình phản ứng:

 NH₄⁺ + NaOH → Na⁺ + NH₃↑ + H₂O

 Al³⁺ + 3NaOH → 3Na+ + Al(OH)₃↓ _{keo trắng}

 Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

- Cho H₂SO₄ vào dung dịch còn lại nếu có kết tủa trắng là Ba²⁺

 H₂SO₄ + Ba²⁺ → BaSO₄↓_trắng + 2H⁺

* Bài 2 trang 174 SGK Hóa 12: Có dung dịch chứa đồng thời các cation Fe²⁺, Al³⁺. Trình bày cách tách và nhận biết mỗi ion từ dung dịch của hỗn hợp.

> Giải bài 2 trang 174 SGK Hóa 12:

∗ Cách tách 2 ion từ hỗn hợp:

- Cho NaOH đến dư vào hỗn hợp ta thu được hai phần : kết tủa là Fe(OH)₃, dung dịch là NaAlO₂, NaOH dư

 Fe²⁺ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ _{trắng xanh} + 2Na⁺

 Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃↓ _{nâu đỏ}

 Al³⁺ + 3NaOH → 2Na⁺ + Al(OH)₃↓ _{keo trắng}

 Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

- Tách kết tủa: hòa tan kết tủa trong HCl thu được muối

 Fe(OH)₃ + HCl → FeCl₃ + 2H₂O

- Sau đó cho Fe vào dd để thu được muối Fe²⁺

 Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

 Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

- Phần dung dịch dẫn CO₂ đến dư thu được kết tủa Al(OH)₃

 NaAlO₂ + CO₂ + 2H₂O → Al(OH)₃ + NaHCO₃

- Hòa tan kết tủa trong HCl thu muối Al³⁺

 Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O

∗ Nhận biết mỗi ion từ hỗn hợp

- Cho NaOH vào hỗn hợp hai cation, nếu thấy xuất hiện kết tủa trắng xanh là Fe(OH)₂ đem để ngoài không khí thấy có kết tủa nâu đỏ đó là Fe(OH)₃ ⇒ chứng tỏ có ion Fe²⁺

- Nếu thấy dung dịch có kết tủa keo trắng sau đó tan ra trong NaOH dư thì có ion Al³⁺.

- PTHH: tương tự như phần tách chất ở trên.

* Bài 3 trang 174 SGK Hóa 12: Có 5 dung dịch riêng rẽ, mỗi dung dịch chứa 1 cation như sau : NH4⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺ nồng độ dung dịch khoảng 0,1M. Bằng cách dùng dung dịch NaOH cho lần lượt vào từng dung dịch, có thể nhận biết được tối đa mấy dung dịch ?

A. Dung dịch NH₄⁺

B. Hai dung dịch NH4⁺ và Al³⁺

C. Ba dung dịch NH4⁺, Fe³⁺ và Al³⁺

D. 5 dung dịch NH4⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺

> Giải bài 3 trang 174 SGK Hóa 12:

Đáp án: D. 5 dung dịch chứa ion NH4⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Na⁺

- Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào từng ống nghiệm trên

+ ống nghiệm nào có khí mùi khai thoát ra ⇒ chứa NH₄⁺

 NH₄⁺ + OH^- → NH₃↑ + H₂O

+ ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa màu trắng, kết tủa không tan trong dung dịch NaOH dư ⇒ chứa Mg²⁺

  Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓_trắng

+ ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ ⇒ chứa Fe³⁺

  Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓_{nâu đỏ}

+ ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết ⇒ chứa Al³⁺

  Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃↓

  Al(OH)₃↓ + OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

+ ống nghiệm nào không có hiện tượng gì là Na⁺

⇒ Vậy phân biệt được cả 5 ion

* Bài 4 trang 174 SGK Hóa 12: Có 2 dung dịch chứa anion NO₃^-, CO₃^2-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết các phương trình hóa học.

> Giải bài 4 trang 174 SGK Hóa 12:

- Cho muối BaCl2 vào hai mẫu thử, mẫu thử nào có kết tủa trắng là chứa CO₃^2-

 BaCl₂ + CO₃^2- → BaCO₃↓_trắng + 2Cl^-

- Cho một vài mẫu bột Cu vào mẫu thử còn lại thêm vài giọt H₂SO₄ (l) nếu thấy thoát ra khí không màu (NO) hóa nâu đỏ (NO₂) ngoài không khí thì mẫu thử đó chứa NO₃^-

 3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O

 2NO + 2O₂ → NO₂↑ _{(nâu đỏ)}

* Bài 5 trang 174 SGK Hóa 12: Có dung dịch chứa các anion CO₃^2- và SO₄^2- .Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch. Viết các phương trình hóa học.

> Giải bài 5 trang 174 SGK Hóa 12:

- Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào mẫu thử thấy có khí thoát ra, thu khí cho vào dung dịch Ca(OH)₂thấy có kết tủa trắng, khí đó là CO₂, dung dịch ban đầu có chứa ion CO₃^2-

 2HCl + CO₃^2- → CO₂ ↑ + H₂O + 2Cl^-

 CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓_trắng + H₂O

- Cho dung dịch BaCl2 vào mẫu thử thấy có kết tủa trắng là BaSO₄, trong dung dịch có chứa SO₄^2-

 SO₄^2- + BaCl₂ → BaSO₄↓_trắng + 2Cl^-

* Bài 6 trang 174 SGK Hóa 12: Có 5 dung dịch hóa chất không nhãn, mỗi dung dịch nồng độ khoảng 0,1M của một trong các muối sau: KCl, Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃, K₂S, K₂SO₃. Chỉ dùng một thuốc thử là dung dịch H₂SO₄ loãng nhỏ trực tiếp vào mỗi dung dịch thì có thể nhận biết tối đa mấy dung dịch?

A. Hai dung dịch Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃

B. Ba dung dịch Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃, K₂S

C. Hai dung dịch Ba(HCO₃)₂, K₂S

D. Hai dung dịch Ba(HCO₃)₂, K₂SO₃

> Giải bài 6 trang 174 SGK Hóa 12:

Đáp án: B. Ba dung dịch Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃, K₂S

- Cho dd H₂SO₄ lần lượt vào 5 lọ đựng 5 dung dịch:

- Lọ nào có kết tủa trắng, có khí không màu không mùi bay lên là Ba(HCO₃)₂

- PTHH: Ba(HCO₃)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓_trắng + 2CO₂↑ + 2H₂O

- Lọ nào có khí mùi trứng thối là K₂S.

- PTHH: K₂S + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂S↑

- Lọ nào chỉ có khí không màu không mùi là K₂CO₃

- PTHH: K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

⇒ Nhận biết được 3 dung dịch Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃, K₂S