Dạng 2: Phương pháp nhận biết các chất trong Nhóm Nitơ - Chuyên đề Hóa 11
A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa
Lựa chọn những phản ứng có dấu hiệu đặc trưng (sự biến đổi màu, mùi, kết tủa, sủi bọt khí…) để nhận biết.
| STT | Chất cần nhận biết | Thuốc thử | Hiện tượng xảy ra và phản ứng |
| 1 | NH3 (khí) | Quỳ tím ẩm | Quỳ tím ẩm hoá xanh |
| 2. | NH4+ | Dung dịch kiềm (có hơ nhẹ) |
Giải phóng khí có mùi khai: NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O |
| 3. | HNO3 | Cu |
Dung dịch hoá xanh, giải phóng khí không màu và hoá nâu trong không khí: 3Cu + 8HNO3 → Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O 2NO + O2 → 2NO2 |
| 4. | NO3- | H2SO4, Cu |
Dung dịch hoá xanh, giải phóng khí không màu và hoá nâu trong không khí: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 2NO + O2 → 2NO2↑ |
| 5. | PO43- | Dung dịch AgNO3 |
Tạo kết tủa màu vàng 3Ag+ + PO43- → Ag3PO4↓ |
Ví dụ minh họa
Bài 1: Chỉ dùng một chất khác để nhận biết từng dung dịch sau: NH4NO3, NaHCO3, (NH4)2SO4, FeCl2 và AlCl3. Viết phương trình các phản ứng xảy ra.
Bài giải:
Dùng Ba (OH)2 để nhận biết.
| NH4NO3 | NaHCO3 | (NH4)2SO4 | FeCl2 | AlCl3 | |
| Ba (OH)2 | NH3↑ mùi khai | ↓ trắng BaCO3 | NH3↑ mùi khai, ↓ trắng BaSO4 | ↓ trắng xanh Fe (OH)2 | ↓ trắng, kết tủa tan dần Ba (AlO2)2 |
Phương trình phản ứng:
2NH4NO3 + Ba (OH)2 → Ba (NO3)2 + 2NH3↑ + 2H2O
2NaHCO3 + Ba (OH)2 → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O
(NH4)2SO4 + Ba (OH)2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O
FeCl2 + Ba (OH)2 → BaCl2 + Fe (OH)2↓
2AlCl3 + 3Ba (OH)2 → 3BaCl2 + 2Al (OH)3↓
2Al (OH)3 + Ba (OH)2 → Ba (AlO2)2 + 4H2O
Bài 2: Mỗi cốc chứa một trong các dung dịch sau: Pb (NO3)2, NH4Cl, (NH4)2CO3, ZnSO4, Na3PO4 và MgSO4. Nhận biết các dung dịch trên và viết phương trình hóa học.
Bài giải:
| Pb (NO3)2 | ZnSO4 | MgSO4 | NH4Cl | (NH4)2CO3 | Na3PO4 | |
| NaOH | ↓ trắng Pb (OH)2, kết tủa tan dần Na2PbO2 | ↓ trắng Zn (OH)2, kết tủa tan dần Na2ZnO2 | ↓ trắng Mg (OH)2 | ↑ mùi khai NH3 | ↑ mùi khai NH3 | - |
| HCl | ↓ trắng PbCl2 | - | - | ↑ không màu CO2 |
Phương trình phản ứng:
ZnSO4 + 2NaOH → Zn (OH)2↑ + Na2SO4
Zn (OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O
MgSO4 + 2NaOH → Mg (OH)2↓ + Na2SO4
Pb (NO3)2 + 2NaOH → Pb (OH)2 + 2NaNO3
Pb (OH)2 + 2NaOH → Na2PbO2 + 2H2O
NH4Cl + NaOH → NH3↑ + H2O + NaCl
(NH4)2CO3 + NaOH → 2NH3↑ + 2H2O + Na2CO3
(NH4)2CO3 + HCl → NH4Cl + H2O + CO2↑
Bài 3: Chỉ dùng 1 thuốc thử hãy nhận biết các dung dịch sau:
a) Na2CO3; (NH4)3PO4; NH4Cl; NaNO3.
b) NH4Cl; (NH4)2SO4; BaCl2; KNO3.
Bài giải:
Lấy mẫu thử đánh số
a/ Cho Ba (OH)2 vào từng mẫu thử
- Na2CO3 có kết tủa trắng BaCO3
- (NH4)3PO4 có khí mùi khai thoát ra và có kết tủa trắng BaSO4
- NH4Cl có khí mùi khai thoát ra NH3
- NaNO3 không có hiện tượng.
b/ Cho Ba (OH)2 vào từng mẫu thử.
- NH4Cl có khí mùi khai thoát ra NH3
- (NH4)2SO4 có khí mùi khai thoát ra và có kết tủa trắng BaSO4
- 2 chất còn lại ko có hiện tượng.
+ Lấy (NH4)2SO4 cho vào 2 chất đó
* Cái nào có kết tủa trắng đó là BaCl2 còn lại là KNO3 không hiện tượng
Bài 4: Chỉ được dùng một kim loại, làm thế nào phân biệt những dung dịch sau đây: NaOH, NaNO3, HgCl2, HNO3, HCl.
Bài giải:
Dùng kim loại Al, cho Al tác dụng lần lượt với các mẫu thử
+ Nếu có khí màu nâu bay ra là HNO3:
Al + 4HNO3 → Al (NO3)3 + NO↑ + 2H2O
2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu)
+ Nếu có kim loại trắng sinh ra là HgCl2
2Al + 3HgCl2 → 3Hg + 2AlCl3
+ Có bọt khí bay ra, có kết tủa và tủa tan ra là:
NaOH + 2Al + 2H2O + 2NaOH → 2NaAlO2 + 3H2
+ Có bọt khí bay ra là HCl
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
+ Còn lại là NaNO3
B. Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Thuốc thử dùng để nhận biết ion PO43- trong dung dịch muối photphat:
A. Quỳ tím
B. Dung dịch NaOH
C. Dung dịch AgNO3
D. Dung dịch NaCl
Đáp án: C
AgNO3 + PO43- → Ag3PO4↓ + NO3- tạo kết tủa vàng
Bài 2: Hoá chất để phân biệt ba dd riêng biệt: HCl, HNO3, H2SO4:
A. Dùng giấy quỳ tím, dd bazơ
B. Dùng muối tan Ba2+, Cu kim loại
C. Dùng dd muối tan của Ag+
D. Dùng dd phenolphtalein, giấy quỳ tím.
Đáp án: B
Dùng muối tan Ba2+ tạo tủa trắng là H2SO4: Ba2+ + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H+
Dùng Cu kim loại để nhận biết 2 dd còn lại ⇒ thấy khí không màu bị hóa nâu trong không khí là HNO3
3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu)
Bài 3: Có 4 bình đựng 4 khí NH3, HCl, N2, Cl2 bị mất nhãn. Hóa chất cần dùng để phân biệt 4 bình khí trên là:
A. Quỳ ẩm
B. Dung dịch Ba (OH)2.
C. Dung dịch AgCl
D. Dung dịch NaOH
Đáp án: A
NH3: quỳ tím hóa xanh; HCl: quỳ tím hóa đỏ; Cl2: quỳ tím hóa đỏ sau mất màu; N2 quỳ tím không đổi màu.
Bài 4: Có thể phân biệt muối amoni với muối khác bằng cách cho nó tác dụng với kiềm mạnh vì khi đó:
A. Muối amoni chuyển thành màu đỏ
B. Thoát ra một chất khí không màu, mùi khai và sốc
C. Thoát ra một chất khí màu nâu đỏ
D. Thoát ra chất khí không màu, không mùi.
Đáp án: B
Bài 5: Có 4 dd NH4Cl, NH4HCO3, NaNO3, MgCl2. Hóa chất có thể dùng phân biệt 4 dd trên với 1 lượt thử duy nhất là:
A. dd Ca (OH)2
B. dd KOH
C. dd Na2SO4
D. dd HCl
Đáp án: A
Bài 6: Để tách riêng NH3 ra khỏi hỗn hợp gồm N2, H2, NH3 trong công nghiệp người ta đã:
A. Cho hỗn hợp qua nước vôi trong dư.
B. Cho hỗn hợp qua bột CuO nung nóng.
C. Nén và làm lạnh hỗn hợp để hòa lỏng NH3.
D. Cho hỗn hợp qua dung dịch H2SO4 đặc.
Đáp án: C
Bài 7: Để phân biệt các dung dịch axit HCl, HNO3, H2SO4 và H3PO4, người ta dùng thêm kim loại nào sau đây?
A. Cu.
B. Na.
C. Ba.
D. Fe.
Đáp án: C
Bài 8: Để phân biệt các mẫu phân bón sau: (NH4)2SO4, NH4Cl và Ca (H2PO4)2 cần dùng thuốc thử là
A. dung dịch BaCl2.
B. dung dịch Ba (OH)2.
C. dung dịch HCl.
D. dung dịch NaOH.
Đáp án: B