Chuyên đề nhận biết và tách chất

F.01
Nhận biết - Tách chất
A. Nhận biết
Dùng các PƯHH đặc trng để nhận biết các chất, căn cứ vào các hiện tợng hoà
tan, kết tủa, mất màu, tạo màu hay đổi màu, mùi đặc trng của NH
3
(khai), SO
2
(xốc),
H
2
S (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, nhng 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 đợc coi là thuốc thử, chất xúc tác không đợc tính là
thuốc thử
1. Các bớc nhận biết chất
Bớc 1: Lấy mẫu thử
Bớc 2: Chọn thuốc thử theo yêu cầu của bài (thuốc thử tuỳ chọn, thuốc thử quy
định, không dùng thêm thuốc thử bên ngoài)
Bớc 3: Cho thuốc thử vào mẫu thử, dự đoán các hiện tợng
Bớc 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 lợng thuốc thử đã cho có thể nhận biết đợc một, vài hoặc tất cả
mẫu thử. Trờng hợp, sử dụng hết lợng thuốc thử đã cho mà cha nhận biết đợc hết mẫu
thử, ta có thể lợi dụng các tính chất của các mẫu đã nhận biết đợc để nhận biết các
mẫu thử còn lại.
c. Nhận biết các chất mà không dùng thêm thuốc thử ngoài
Ta lần lợt cho các mẫu thử tác dụng với nhau, lập bảng tổng kết và thống kê
kết quả thu đợc, từ đó rút ra kết luận.
1
F.01
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 tợng 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 NH
3
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 dơng, tạo kết tủa xanh khi tác dụng với
dd kiềm
+ Nhóm 4: Dd muối của kim loại lỡng tính (Al, Zn )
Tạo đợc kết tủa khi tác dụng với dd kiềm, kết tủa này tan trong dd kiềm d

+ Nhóm 5: Dd muối của Ca, Mg
Tạo đợc kết tủa trong dd bazơ [Ca(OH)
2
ít tan]
+ Nhóm 6: Dd muối của sắt
Tạo đợc kết tủa màu đặc trng khi tác dụng với dd bazơ : Fe(OH)
2
màu trắng
xanh, Fe(OH)
3
màu nâu đỏ
Lu 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
Thờng tạo khí khi tác dụng với axit mạnh: CO
3
hoặc HCO
3
tạo khí CO
2
; HSO
3

hoặc SO
3
tạo khí SO
2
Đối với gốc HPO
4,
, H

2
PO
4
, PO
4
tạo đợc 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
HSO
4
, SO
4
thờng dùng dd muối của Ba để tạo kết tủa trắng
NO
3
thờng 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 đợc các kết tủa có màu
đặc trng: 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 thờng tạo kết tủa khi tác dụng với dd
kiềm, dd muối của các gốc axit yếu thờng đợc nhận biết bằng cách cho tác dụng với
axit mạnh để tạo khí hoặc kết tủa.
2
F.01
B. Tách chất
Nguyờn tc: Tỏch hn hp hai cht AB
Bc 1: Chn cht X ch tỏc dng vi A (m khụng tỏc dng vi B)

chuyn A thnh AX dng kt ta, bay hi hoc ho tan; tỏch khi B (bng cỏch
lc hoc t tỏch).
Bc 2: iu ch li cht A t AX
* S tng quỏt:
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 phơng pháp lọc, nhiệt luyện,
thuỷ luyện, diện phân để tách các chất.
Nên đa các chất về dạng các muối (dùng phơng pháp thuỷ luyện hay điện phân
dd để điều chế kim loại tơng ứng), tạo kết tủa hiđroxit bằng dd kiềm sau đó có thể
điều chế kim loại bằng phơng pháp nhiệt luyện. Riêng Al không đợc dùng biện pháp
thuỷ luyện hay nhiệt luyện, mà phải điện phân nóng chảy Al
2
O
3
trong cliolit để thu đ-
ợc kim loại này.Đối với kim loại kiềm thổ (Ca, Ba...) nên tạo kết tủa cacbonat. Khi
bài ra có xuất hiện kim loại lỡng tính, cần xem xét đến khả năng tạo kết tủa rồi tan
trong kiềm d hiđroxit tơng ứng (thu lại kết tủa bằng cách sục khí CO
2
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:
NH
3
(k) + H
2
O(l) NH
4
OH(dd)
AlCl
3
(dd) + 3NH
4
OH(dd) Al(OH)
3
(r) +3 NH
4
Cl(dd)
ZnCl
2
(dd) + 4NH
4
OH(dd) Zn(NH
3
)
4
CL
2
(dd) + 4H

2
O(l)
Sau đó, làm xuất hiện kết tủa Zn(OH) bằng dd kiềm
Zn(NH
3
)
4
Cl
2
(dd) + 2NaOH(dd) Zn(OH)
2
(r) + 2NaCl(dd) + 4NH
3
(k)
Cũng có thể áp dụng tính chất thụ động hoá trong H
2
SO
4
(đặc/nguội) và HNO
3
(đặc/
nguội) của nhôm và sắt để tách các kim loại này ra khỏi hỗn hợp.
Lu 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 BaSO
4
, hoặc AgCl hai muối này rất khó hoà tan và bền nhiệt.
3
Tái tạo
A

+ X
Tách A,B
F.01
NhËn biÕt mét sè chÊt v« c¬
Hoá chất Thuốc thử Hiện tượng Phương trình hóa học minh họa
- Axit
- Bazơ kiềm
Quỳ tím
- Quỳ tím hoá đỏ
- Quỳ tím hoá xanh
Gốc nitrat Cu
Tạo khí không màu, để ngoài không khí
hoá nâu
8HNO
3
+ 3Cu
→
3Cu(NO
(không màu)
2NO + O
2

→
2NO
2

(màu nâu)
Gốc sunfat BaCl
2
Tạo kết tủa trắng không tan trong axit

H
2
SO
4
+ BaCl
2

→
BaSO
Na
2
SO
4
+ BaCl
2

→
BaSO
Gốc sunfit
- BaCl
2
- Axit
- Tạo kết tủa trắng không tan trong axit.
- Tạo khí không màu.
Na
2
SO
3
+ BaCl
2

→
BaSO
Na
2
SO
3
+ HCl
→
BaCl
2
+ SO
Gốc cacbonat
Axit,
BaCl
2
,
AgNO
3
- Tạo khí không màu.
- Tạo kết tủa trắng.
- Tạo kết tủa trắng.
CaCO
3
+2HCl
→
CaCl
2
+ CO
Na

2
CO
3
+ BaCl
2

→
BaCO
Na
2
CO
3
+ 2AgNO
3

→
Ag
Gốc photphat AgNO
3
Tạo kết tủa màu vàng, hóa đen nhanh ngoài
ánh sáng
Na
3
PO
4
+ 3AgNO
3

→
Ag

(màu vàng)
Gốc clorua
AgNO
3
,
Pb(NO
3
)
2
Tạo kết tủa trắng, từ từ hoá đen ngoài ánh
sáng
HCl + AgNO
3

→
AgCl
2NaCl + Pb(NO
3
)
2

→
PbCl
Muối sunfua
- Axit,
- Pb(NO
3
)
2
- Tạo khí mùi trứng thối.

- Tạo kết tủa đen.
Na
2
S + 2HCl
→
2NaCl + H
Na
2
S + Pb(NO
3
)
2

→
PbS
Muối sắt (II)
NaOH
Tạo kết tủa trắng xanh, sau đó bị hoá nâu
ngoài không khí.
FeCl
2
+ 2NaOH
→
Fe(OH)
4Fe(OH)
2
+ O
2
+ 2H
2

O
→
Muối sắt (III) Tạo kết tủa màu nâu đỏ
FeCl
3
+ 3NaOH
→
Fe(OH)
Muối magie Tạo kết tủa trắng
MgCl
2
+ 2NaOH
→
Mg(OH)
Muối đồng Tạo kết tủa xanh lam
Cu(NO
3
)
2
+2NaOH
→
Cu(OH)
Muối nhôm
(hoặc muối
Zn)
Tạo kết tủa trắng, tan trong NaOH dư
AlCl
3
+ 3NaOH
→

Al(OH)
Al(OH)
3
+ NaOH (dư)
→
Hoá chất Thuốc thử Hiện tượng Phương trình hóa học minh họa
Khí SO
2
- Ca(OH)
2
,
- dd nước
brom
Làm đục nước vôi trong.
Mất màu vàng nâu của dd nước
brom
SO
2
+ Ca(OH)
2

→
CaSO
3
↓
+ H
2
O
SO
2

+ 2H
2
O + Br
2

→
H
2
SO
4
+ 2HBr
Khí CO
2
Ca(OH)
2
Làm đục nước vôi trong
CO
2
+ Ca(OH)
2

→
CaCO
3
↓
+ H
2
O
Khí N
2

Que diêm đỏ Que diêm tắt
4
F.02
F.02
F.01
Khớ NH
3
Qu tớm m Qu tớm m hoỏ xanh
Khớ CO CuO (en) Chuyn CuO (en) thnh .
CO + CuO
o
t

Cu + CO
2


(en) ()
Khớ HCl
- Qu tớm m
- AgNO
3
- Qu tớm m hoỏ
- To kt ta trng
HCl + AgNO
3


AgCl

+ HNO
3
Khớ H
2
S Pb(NO
3
)
2
To kt ta en
H
2
S + Pb(NO
3
)
2


PbS

+ 2HNO
3
Khớ Cl
2
Giy tm h
tinh bt
Lm xanh giy tm h tinh bt
Axit HNO
3
Bt Cu Cú khớ mu nõu xut hin
4HNO

3
+ Cu

Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2

+ 2H
Tách một số chất vô cơ
Cht cn tỏch Phn ng tỏch v phn ng tỏi to li cht ban u
Al (Al
2
O
3
hay hp cht
nhụm)
Al
dd NaOH

NaAlO
2

2
CO
Al(OH)
3

o
t
Al
2
O
3

ủpnc

Al
Zn (ZnO)
Zn
dd NaOH

Na
2
ZnO
2
2
CO

Zn(OH)
2


o
t

ZnO
o

2
t
H

Zn
Mg (MgO)
Mg
HCl

MgCl
2

NaOH

Mg(OH)
2

o
t

MgO
CO

Mg
Fe (FeO hoc Fe
2
O
3
)
Fe

HCl

FeCl
2

NaOH

Fe(OH)
2

o
t

FeO
2
H

Fe
Cu (CuO) Cu
2 4
H SO
ủaởc, noựng

CuSO
4

NaOH

Cu(OH)
2

o
t

CuO
2
H

Cu

5
F.03