bài tập và hướng dẫn giải về chuẩn độ và nhận biết

Một vài bài tập nâng cao về nhận biết các ion trong hỗn hợp v à chuẩn độ
dung dịch.
1) Cho dung dịch hỗn hợp các cation Fe
2+
, Al
3+
, Ba
2+
. Trình bày phương pháp
nhận biết sự có mặt của từng cation đi từ một l ượng nhỏ dung dịch hỗn hợp đó.
Tóm tắt bằng một sơ đồ.
2) Cho dung dịch hỗn hợp các cation Ba
2+
, Fe
3+
, Cr
3+
, Al
3+
. Trình bày phương
pháp nhận biết sự có mặt của các ion trong hỗn hợp đó đi từ một l ượng nhỏ
dung dịch hỗn hợp. Tóm tắt bằng một s ơ đồ
3) Cho dung dịch hồn hợp chúa các ion Ba
2+
, Al
3+
, NO
3
-
, Br
-

. Trình bày
phương pháp nhận biết sự có mặt của từng ion trong dung dịch hỗn hợp đó.
4) Cho dung dịch hồn hợp các ion Fe
2+
, NH
4
+
, SO
4
2-
, Cl
-
. Trình bày phương
pháp nhận biết các ion trong hồn hợp đó. Viết các PTHH cuả các phản ứng đ ã
dùng.
5) Cho dung dịch chứa các anion SO
4
2-
, SO
3
2-
, Cl
-
và I
-
. Trình bày phương
pháp nhận biết từng ion trong dung dịch hỗn hợp đó. Viết các PTHH của các
phản ứng.
6) Giả sử chuẩn độ 100,0 ml dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch chuẩn
NaOH 0,1M. Tính pH c ủa dung dịch thu được sau khi dã thêm vào 90,0, 99,0,

99,9, 100, 100,1, 101 và 110,0 ml dung d ịch chuẩn NaOH. Cho nhận xét về
chất chỉ thị nào đung được cho sự chuẩn độ này.
7) Lấy 20,0 ml dung dịch Fe
2
(SO
4
)
3
trong môi trường dư H
2
SO
4
loãng, cho
dung dịch đó chảy chậm qua một cột đựng lượng dư Zn hạt để Zn khử hoàn
toàn Fe
3+
xuống Fe
2+
. Hứng dung dịch Fe
2+
và axit dư đó vào bình nón chứa sẵn
50,0 ml dung dịch KMnO
4
0,02M. Sau đó lượng KMnO
4
dư được chuẩn độ
bằng 16,50 ml dung dịch FeSO
4
0,05M. Tính nồng độ mol của dung dị ch
Fe

2
(SO
4
)
3
ban đầu.
Hướng dẫn giải
1) Cho dung dịch hỗn hợp tác dụng với l ượng dư dung dịch H
2
SO
4
loãng thấy
có sự tạo thành kết tủa trắng không tan, chứng tỏ có mặt ion Ba
2+
. Lọc lấy dung
dịch chứa Al
3+
,Fe
2+
. Cho vào dung dịch đó lượng dư dung dịch NaOH để kết
tủa Fe(OH)
2
màu trắng hơi xanh và dung dịch NaAlO
2
hay [Al(OH)
4
]

trong
dung dịch có dư NaOH. Lọc lấy kết tủa, quan sát m àu của nó khi nó tiếp xúc

với oxi của không khí ( chuyển dần th ành màu nâu đỏ), chứng tỏ đó là
Fe(OH)
2
. Lấy nước lọc, thêm dung dịch NH
4
Cl vào và đun nóng nh ẹ, thấy kết
tủa trắng dạng keo kết tủa lại, đó l à Al(OH)
3
:
NaOH dư + NH
4
Cl

NaCl + NH
3
+ H
2
O
NaAlO
2
+ NH
4
Cl + H
2
O

Al(OH)
3
+ NH
3

kết tủa trắng
hoặc viết dưới dạng khác:
Al(OH)
4
-
+ NH
4
+

Al(OH)
3
+ NH
3
+ H
2
O.
2) Tách và nhận biết Ba
2+
như đã được trình bày ở câu trên, được dung dịch
chứa Al
3+
, Cr
3+
, Fe
3+
và axit dư. Thêm vào dung dịch đó lượng dư NaOH và
H
2
O
2

để tạo thành dung dịch chứa CrO
4
2-
màu vàng, AlO
2
-
không màu NaOH
dư đồng thời thu được kết tủa Fe(OH)
3
màu nâu đỏ. Lọc lấy kết tủa và dung
dịch.
Fe
3+
+ 3 OH
-

Fe(OH)
3
kt màu nâu đỏ
Cr
3+
+ 3OH
-

Cr(OH)
3
2 Cr(OH)
3
+ 2H
2

O
2
+ 4OH
-

2 CrO
4
2-
+ 8H
2
O
Dd màu vàng
Al
3+
+ 4OH
-

Al(OH)
4
-
Thêm dung dịch NH
4
Cl vào dung dịch mùa vàng chứa Al(OH)
4
-
và đun nóng
nhẹ AlOH)
3
sẽ kết tủa lại.
3) Nhận biết Ba

2+
, Al
3+
như đã được trình bày ở 2 câu trên.
Nhận biết NO
3
-
. Lấy một ống nghiệm cho v ào đó một ít bột Cu và dung
dịch H
2
SO
4
loãng, đun nóng nhẹ, không thấy có phản ứng g ì. Thêm dung dịch
cần nhận biết vào, đun nóng nhẹ nữa, lắc đều, thấy Cu tan ra tạo th ành dung
dịch màu xanh lam, trên miệng ống nghiệm xuất hiện khí m àu nâu, do khí NO
không màu bay lên, tác d ụng với O
2
không khí:
3Cu + 2NO
3
-
+ 8H
+

3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
dd màu xanh

2NO + O
2

2NO
2
không màu màu nâu.
Nhận biết Br
-
bằng dung dịch AgNO
3
có mặt HNO
3
loãng tạo thành kết tủa
AgBr màu vàng nhạt. Các ion Al
3+
, NO
3
-
, Ba
2+
không ảnh hưởng phản ứng này:
Br
-
+ Ag
+

AgBr
Kết tủa màu vàng nhạt
4) Lẩy 3 ống nghiệm để nhân biết từng ion từ dung dịch hỗn hợp.
Nhận biết Fe

2+
và NH
4
+
: Thêm dung dịch NaOH dư vào và quan sát màu
của kết tủa như trên đã nói, đun nóng nhẹ để ngửi thấy mùi khai của NH
3
:
Nhận biết NH
4
+
+ OH
-
NH
3
+ H
2
O
Thấm ướt mẩu giấy quì tím để trên miệng ống nghiệm, mẩu giấy đổi sang
màu xanh.
Nhận biết SO
4
2-
. Thêm dung dịch BaCl
2
trong HCl loãng vào, th ấy tạo thành
kết tủa trắng của BaSO
4
không tan trong axit.
Nhận biết Cl

-
: bằng dung dịch AgNO
3
trong HNO
3
loãng như trên đã nói.
5) Lấy một ít dung dịch của các anion đó v ào 2 ống nghiệm.
Nhận biết SO
4
2-
và SO
3
2-
: Thêm dung dịch BaCl
2
vào để tạo thành 2 kết tủa
màu trắng BaSO
4
và BaSO
3
. Lọc lấy 2 kết tủa đó. Cho cả 2 kết tủa v ào ống
nghiệm sạch khác, thêm vào đó lượng dư HCl, thấy có khí mùi hắc bay ra, đó là
khí SO
2
của BaSO
3
và trong ống nghiệm vẫn còn kết tủa trắng của BaSO
4
. Có
thể nhận biết khí SO

2
bằng giấy quì tím tẩm ướt ( biến thành màu đỏ ) hoặc dẫn
khí vào làm nhạt màu dung dịch nước brom.
Nhận biết Cl
-
và I
-
. Xem phần bài giảng.
6) Phản ứng chuẩn độ:
HCl + NaOH

NaCl + H
2
O
H
+
+ OH
-

H
2
O
Đặt thể tích dung dịch HCl 0,1M l à V
o
, thể tích dung dịch NaOH 0,1M th êm
vào là V.
Sau đây là công thức tính [H
+
] và pH của dung dịch.
- Khi V < 100 ml tức là trước điểm tương đương, dung dịch dư axit:

[H
+
] = [( V
o
. 0,1 ) – ( V. 0,1 ) ]: ( V
o
+ V )
pH = - lg [H
+
]
- Khi V = 100, tức là điểm tương đương pH = 7
- Khi V > 100 ml, tức là sau điểm tương dương, dung dịch dư kiềm:
[OH
-
] = [ ( V. 0,1 ) – ( V
o
. 0,1) ]: ( V
o
+ V )
pOH = -lg[OH
-
] ; pH = 14 – pOH
Đáp số:
V 90,0 99,0 99,9 100 100,1 101,0
110,0
pH 1,28 2,3 3,3 7,0 10,68 11,7
12,68
Dùng cả 3 chất chỉ thị metyl da cam ( pT =4), metyl đỏ ( pT =5),
phenolphtalein ( pT =9) đều tốt, sai số đều nhỏ hơn 0,1%.
7) PTPƯ:

2Fe
3+
+ Zn

2Fe
2+
+ Zn
2+
MnO
4
-
+ 5 Fe
2+
+ 8H
+

Mn
2+
+ 5Fe
3+
+ 4H
2
O
Đáp số: C ( Fe
2
(SO
4
)
3
) = 0,1044M.