Chuyên đề. Nhận biết – Phân biệt các chất vô cơ
A. Lý thuyết
1. Các chất chỉ thị thường dùng
- Giấy quỳ tím: Hóa đỏ trong môi trường axit, hóa xanh trong môi trường kiềm.
- Dung dịch phenolphtalein (trong suốt, không màu): Hóa hồng trong môi trường kiềm; trong môi trường axit hay trung tính nó trong suốt, không màu.
2. Nguyên tắc khi giải bài tập nhận biết
- Muốn nhận biết hay phân biệt các chất ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng và có các hiện tượng mà mắt ta quan sát, nhận biết được:
+ Làm đổi màu chất chỉ thị, đổi màu dung dịch.
+ Tạo kết tủa (không tan trong dung dịch); kết tủa có màu sắc khác nhau; kết tủa bị tan trong thuốc thử dư.
+ Sủi bọt khí; các khí có mùi khác nhau.
-Có thể sử dụng một số tính chất vật lí (nếu như đề bài cho phép) như: Nung ở nhiệt độ khác nhau, hòa tan các chất vào nước, quan sát màu sắc trực tiếp.
- Phản ứng hóa học được chọn để nhận biết là phản ứng đặc trưng đơn giản và có dấu hiệu rõ rệt. Trừ trường hợp đặc biệt, thông thường muốn nhận biết n hóa chất riêng biệt thì cần phải tiến hành (n – 1) thí nghiệm.
- Tất cả các chất được lựa chọn dùng để nhận biết các hóa chất theo yêu cầu của đề bài, đều được coi là thuốc thử.
3. Phương pháp làm bài
- Chiết (trích, dẫn ...) các chất cần nhận biết vào các ống nghiệm riêng biệt.
- Chọn thuốc thử thích hợp (tùy theo yêu cầu của đề bài: thuốc thử tùy chọn, hạn chế hay không được dùng thêm thuốc thử nào khác).
- Cho thuốc thử vào các ống nghiệm để quan sát các hiện tượng và rút ra kết luận đã nhận biết, phân biệt được hóa chất nào.
- Viết PTHH minh họa (nếu có).
*Lưu ý: Nếu đề bài yêu cầu không được dùng thêm thuốc thử nào khác thì ta thường sử dụng phương pháp lập bảng.
B. Các dạng thường gặp và phương pháp giải
1. Nhận biết các chất khí
a. Khí CO (cacbon oxit):
- Dùng dung dịch PdCl2.
- Hiện tượng tạo kết tủa màu sẫm: CO + PdCl2 + H2O → Pd + CO2 + 2HCl
b. CO2 (Cacbon đioxit):
- Dùng dung dịch nước vôi trong dư Ca(OH)2.
- Hiện tượng: Làm đục nước vôi trong: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Lưu ý:
+ CO2 không làm mất màu dung dịch nước brom (da cam), không làm mất màu dung dịch thuốc tím KMnO4.
+ Nếu trong mẫu nhận biết vừa có CO2 và SO2 thì ta dung dung dịch nước brom hoặc dung dịch thuốc tím để nhận biết SO2 (vì SO2 làm nhạt màu). Tuyệt đối không được dùng dung dịch nước vôi trong (vì cả 2 đều làm đục nước vôi trong).
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
Hoặc: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
c. SO2 (Lưu huỳnh đioxit – khí sunfurơ):
- Làm đục nước vôi trong, nước barit (Ba(OH)2; Ca(OH)2):
SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3↓ + H2O
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O
-Làm mất màu dung dịch brom (nâu): SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
- Làm mất màu dung dịch thuốc tím KMnO4:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
- Làm quỳ tím ẩm hóa hồng: SO2 + H2O → H2SO3
d. Khí NH3 (amoniac):
- Có mùi khai, làm cho giấy quỳ tím ẩm hóa xanh:
NH3 + H2O → NH4OH
- Tạo khói trắng khi tiếp xúc với đầu đũa thủy tinh đã nhúng vào dung dịch axit HCl đặc: NH3 + HCl → NH4Cl
e. Khí Cl2:
- Làm quỳ tím ẩm chuyển thành màu đỏ, sau đó mất màu ngay:
Cl2 + H2O → HCl + HClO
g. Khí N2:Làm tắt que đóm đang cháy
h. Khí NO (không màu):
- Hóa nâu ngoài không khí: 2NO + O2 → 2NO2
i. NO2 (Nitơ đioxit – màu nâu đỏ):
- Mùi hắc, làm quỳ tím ẩm hóa đỏ: 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
k. Khí O2:
- Làm tàn đóm bùng cháy.
- Dẫn qua bột Cu nung nóng (đỏ) sẽ hóa đen: 2Cu + O2
2CuO
l. Khí HCl (hiđro clorua):
- Làm quỳ tím ẩm hóa đỏ
- Sục vào dung dịch AgNO3 hoặc Pb(NO3)2 (không màu) sẽ tạo kết tủa màu trắng:
HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3
2HCl