Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp đồ thị trong Toán học để giải nhanh một số bài tập Hóa học
Trong học tập hoá học, việc giải bài tập có một ý nghĩa rất quan trọng. Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động; bài tập hoá học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá học. Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập.
Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập lại càng có ý nghĩa quan trọng hơn. Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau. Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh nắm vững hơn bản chất của các hiện tượng hoá học.
Qua quá trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm và việc tham khảo nhiều tài liệu, tôi đã tích luỹ được một số phương pháp giải bài tập hoá học. Việc vận dụng phương pháp đồ thị trong toán học để giải nhanh một số bài tập hoá học đã tỏ ra có nhiều ưu điểm, đặc biệt là khi các kỳ thi ngày nay đã chuyển đổi sang phương pháp TNKQ. Trong trường hợp này, học sinh tiết kiệm được rất nhiều thời gian tính toán để có kết quả. Một số tác giả khác cũng đã đề cập đến cách làm này trong một số tài liệu tham khảo. Tuy nhiên, ở đó cũng mới chỉ dừng lại ở việc giải một số bài tập đơn lẻ mà chưa có tính khái quát.
Chính vì vậy, tôi viết đề tài này nhằm khái quát việc vận dụng phương pháp đồ thị trong toán học để giải một số bài tập hoá học. Thông qua đó tôi muốn giới thiệu với các thầy cô giáo và học sinh một trong những phương pháp giải bài tập hoá học rất có hiệu quả. Vận dụng được phương pháp này sẽ giúp cho quá trình giảng dạy và học tập môn hoá học được thuận lợi hơn rất nhiều, nhanh chóng có kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp đồ thị trong Toán học để giải nhanh một số bài tập Hóa học", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
? - Phửụng phaựp vaọt lớ: Muứi khai. - Phửụng phaựp hoaự hoùc: NH3 laứm giaỏy quyứ tớm aồm hoaự xanh. 4. Nhaọn bieỏt khớ NH3 v ẹaởc ủieồm cuỷa khớ NH3: Khớ H2S khoõng maứu, nheù hụn khoõng khớ, tan nhieàu trong nửụực, coự muứi khai ủaởc trửng. v Thuoỏc thửỷ: Ngửỷi baống muứi hoaởc duứng giaỏy quyứ tớm aồm. v Hieọn tửụùng: Coự muứi khai, laứm giaỏy quyứ tớm aồm hoaự xanh. V. CUÛNG COÁ: 1. Coự theồ duứng dung dũch nửụực voõi trong ủeồ phaõn bieọt 2 khớ CO2 vaứ SO2 ủửụùc khoõng ? Taùi sao ? 2. Cho 2 bỡnh khớ rieõng bieọt ủửùng caực khớ CO2 vaứ SO2. Haừy trỡnh baứy caựch nhaọn bieỏt tửứng khớ. Vieỏt caực PTHH. VI. DAậN DOỉ: 1. HS veà nhaứ chuaồn bũ moọt soỏ baỷng toồng keỏt theo maóu sau: a) Nhaọn bieỏt moọt soỏ cation trong dung dũch Thuoỏc thửỷ Cation dung dũch NaOH dung dũch NH3 dung dũch H2SO4 loaừng Ba2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ Cu2+ b) Nhaọn bieỏt moọt soỏ anion trong dung dũch Thuoỏc thửỷ Anion dung dũch NaOH dung dũch NH3 dung dũch H2SO4 loaừng Cl‒ c) Nhaọn bieỏt moọt soỏ chaỏt khớ Khớ Phửụng phaựp vaọt lớ Phửụng phaựp hoaự hoùc CO2 SO2 H2S NH3 2. XEM TRệễÙC BAỉI: LUYEÄN TAÄP: NHAÄN BIEÁT MOÄT SOÁ ION TRONG DUNG DềCH. Ngaứy 14/03/2009 Tieỏt 56 BAỉI42: LUYEÄN TAÄP: NHAÄN BIEÁT MOÄT SOÁ ION TRONG DUNG DềCH. I. MUẽC TIEÂU: 1. Kieỏn thửực: Cuỷng coỏ kieỏn thửực nhaọn bieỏt moọt soỏ ion trong dung dũch vaứ moọt soỏ chaỏt khớ. 2. Kú naờng: Reứn luyeọn kú naờng laứm thớ nghieọm nhaọn bieỏt. 3. Thaựi ủoọ: Caồn thaọn vaứ nghieõm tuực. II. CHUAÅN Bề: HS chuaồn bũ baỷng toồng keỏt caựch nhaọn bieỏt moọt soỏ ion trong dung dũch vaứ moọt soỏ chaỏt khớ. III. PHệễNG PHAÙP: Dieón giaỷng + trửùc quan. IV. TIEÁN TRèNH BAỉY DAẽY: 1. OÅn ủũnh lụựp: Chaứo hoỷi, kieồm dieọn, nhaộc nhụỷ noọi quy vaứ caực an toaứn khi tieỏn haứnh thớ nghieọm. 2. Kieồm tra baứi cuừ: 3. Baứi mụựi: HOAẽT ẹOÄNG CUÛA THAÀY VAỉ TROỉ NOÄI DUNG KIEÁN THệÙC Hoaùt ủoọng 1 v HS dửùa vaứo phaỷn ửựng ủaởc trửng duứng ủeồ nhaọn bieỏt caực cation ủeồ giaỷi quyeỏt baứi toaựn. v GV quan saựt, theo doỷi, giuựp ủụừ HS hoaứn thaứnh baứi taọp. Baứi 1: Trỡnh baứy caựch nhaọn bieỏt caực ion trong caực dung dũch rieõng reừ sau: Ba2+, Fe3+, Cu2+. Giaỷi Hoaùt ủoọng 2 v GV yeõu caàu HS cho bieỏt caực hieọn tửụùng xaỷy ra khi cho tửứ tửứ dung dũch NaOH vaứo moói dung dũch, tửứ ủoự xem coự theồ nhaọn bieỏt ủửụùc toỏi ủa bao nhieõu dung dũch. Baứi 2: Coự 5 oỏng nghieọm khoõng nhaừn, moói oỏng ủửùng moọt trong caực dung dũch sau ủaõy (noàng ủoọ khoaỷng 0,1M): NH4Cl, FeCl2, AlCl3, MgCl2, CuCl2. Chổ duứng dung dũch NaOH nhoỷ tửứ tửứ vaứo tửứng dung dũch, coự theồ nhaọn bieỏt ủửụùc toỏi da caực dung dũch naứo sau ủaõy ? A. Hai dung dũch: NH4Cl, CuCl2. B. Ba dung dũch: NH4Cl, MgCl2, CuCl2. C. Boỏn dung dũch: NH4Cl, AlCl3, MgCl2, CuCl2. D. Caỷ 5 dung dũch. P Hoaùt ủoọng 3 v GV yeõu caàu HS xaực ủũnh moõi trửụứng cuỷa caực dung dũch. v HS giaỷi quyeỏt baứi toaựn. Baứi 3: Coự 4 oỏng nghieọm khoõng nhaừn, moói oỏng ủửùng moọt trong caực dung dũch sau (noàng ủoọ khoaỷng 0,01M): NaCl, Na2CO3, KHSO4 vaứ CH3NH2. Chổ duứng giaỏy quyứ tớm laàn lửụùt nhuựng vaứo 4 dung dũch, quan saựt sửù thay ủoồi maứu saộc cuỷa noự coự theồ nhaọn bieỏt ủửụùc daừy caực dung dũch naứo ? A. Dung dũch NaCl. B. Hai dung dũch NaCl vaứ KHSO4. P C. Hai dung dũch KHSO4 vaứ CH3NH2. D. Ba dung dũch NaCl, KHSO4 vaứ Na2CO3. Hoaùt ủoọng 3 v HS tửù giaỷi quyeỏt baứi toaựn. Baứi 4: Haừy phaõn bieọt hai dung dũch rieõng reừ sau: (NH4)2S vaứ (NH4)2SO4 baống moọt thuoỏc thửỷ. Giaỷi Cho moọt maóu giaỏy loùc taồm dung dũch Pb(NO3)2 vaứo 2 dung dũch treõn, dung dũch naứo laứm cho maóu giaỏy loùc chuyeồn sang maứu ủen laứ dung dũch (NH4)2S. (NH4)2S + Pb(NO3)2 → PbS¯ + 2NH4NO3 Hoaùt ủoọng 4 v GV lửu yự HS ủaõy laứ baứi taọp chửựng toỷ sửù coự maởt cuỷa caực chaỏt neõn neỏu coự n chaỏt thỡ ta phaỷi chửựng minh ủửụùc sửù coự maởt cuỷa caỷ n chaỏt. Daùng baứi taọp nay khaực so vụựi baứi taọp nhaọn bieỏt (nhaọn bieỏt n chaỏt thỡ ta chổ caàn nhaọn bieỏt ủửụùc n – 1 chaỏt). v HS giaỷi quyeỏt baứi toaựn dửụựi sửù hửụựng daón cuỷa GV. Baứi 5: Coự hoón hụùp khớ goàm SO2, CO2vaứ H2. Haừy chửựng minh trong hoón hụùp coự maởt tửứng khớ ủoự. Vieỏt PTHH cuỷa caực phaỷn ửựng. Giaỷi v Cho hoón hụùp khớ ủi qua nửụực Br2 dử, thaỏy nửụực Br2 bũ nhaùt maứu chửựng toỷ coự khớ SO2. SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (1) v Khớ ủi ra sau phaỷn ửựng tieỏp tuùc daón vaứo dung dũch Ca(OH)2 dử thaỏy coự keỏt tuỷa traộng chửựng toỷ coự khớ CO2. CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3¯ + H2O (2) v Khớ ủi ra sau phaỷn ửựng (2) daón qua oỏng ủửùng CuO ủun noựng thaỏy taùo ra Cu maứu ủoỷ chửựng toỷ coự khớ H2. V. CUÛNG COÁ: 1. Coự caực dung dũch khoõng maứu ủửùng trong caực loù rieõng bieọt, khoõng coự nhaừn: ZnSO4, Mg(NO3), Al(NO3)3. ẹeồ phaõn bieọt caực dung dũch treõn coự theồ duứng A. quyứ tớm B. dd NaOH C. dd Ba(OH)2P D. dd BaCl2 2. ẹeồ phaõn bieọt caực dung dũch trong caực loù rieõng bieọt, khoõng daựn nhaừn: MgCl2, ZnCl2, AlCl3, FeCl2, KCl baống phửụng phaựp hoaự hoùc, coự theồ duứng A. dd NaOH B. dd NH3P C. dd Na2CO3 D. quyứ tớm 3. ẹeồ phaõn bieọt 2 dung dũch Na2CO3 vaứ Na2SO3 coự theồ chổ caàn duứng A. dd HCl B. nửụực Br2P C. dd Ca(OH)2 D. dd H2SO4 4. Khoõng theồ nhaọn bieỏt caực khớ CO2, SO2 vaứ O2 ủửùng trong caực bỡnh rieõng bieọt neỏu chổ duứng A. nửụực Br2 vaứ taứn ủoựm chaựy dụỷ. B. nửụực Br2 vaứ dung dũch Ba(OH)2. C. nửụực voõi trong vaứ nửụực Br2. D. taứn ủoựm chaựy dụỷ vaứ nửụực voõi trong.P 5. ẹeồ phaõn bieọt caực khớ CO, CO2, O2 vaứ SO2 coự theồ duứng A. taứn ủoựm chaựy dụỷ, nửụực voõi trong vaứ nửụực Br2.P B. taứn ủoựm chaựy dụỷ, nửụực voõi trong vaứ dung dũch K2CO3. C. dung dũch Na2CO3 vaứ nửụực Br2. D. taứn ủoựm chaựy dụỷ vaứ nửụực Br2. 6. Phoứng thớ nghieọm bũ oõ nhieóm baồn bụỷi khớ Cl2. Hoaự chaỏt naứo sau ủaõy coự theồ khửỷ ủửụùc Cl2 moọt caựch tửụng ủoỏi an toaứn ? A. Dung dũch NaOH loaừng. B. Duứng khớ NH3 hoaởc dung dũch NH3.P C. Duứng khớ H2S. D. Duứng khớ CO2. 7. Trỡnh baứy phửụng phaựp hoaự hoùc phaõn bieọt caực khớ: O2, O3, NH3, HCl vaứ H2S ủửùng trong caực bỡnh rieõng bieọt. 8. ẹeồ khửỷ khớ H2S trong phoứng thớ nghieọm coự theồ duứng hoaự chaỏt naứo ? 9. Trong quaự trỡnh saỷn xuaỏt NH3 thu ủửụùc hoón hụùp goàm coự 3 khớ: H2, N2 vaứ NH3. Trỡnh baứy phửụng phaựp hoaự hoùc ủeồ chửựng toỷ sửù coự maởt cuỷa moói khớ trong hoón hụùp. VI. DAậN DOỉ: PHÂN TÍCH VÀ NHẬN BIẾT CATION Dựa trờn sự khỏc nhau về độ tan của cỏc hiđroxit kim loại trong axit và bazơ kiềm như NaOH, NH 3 ; người ta chia cỏc cation thành 6 nhúm (cỏc cation thường gặp) : - Nhúm I : Cỏc kim loại kiềm Li+, Na+, K+, Rb+, Cr+, (Fr+) (và NH4+) Nhúm II : Cỏc kim loại kiềm thổ : Ca2+. Sr2+, Ba2+ (và Ra2+) Nhúm III : Cỏc cation tạo được muối clorua ớt tan : Ag+, Pb2+, Hg22+, Cu+, Au+ Nhúm IV : Cỏc cation tạo được hiđroxit tan trong kiềm dư : Be2+, Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+, Sn2+, Sn4+. Nhúm V : Cỏc cation cú hiđroxit tan trong dung dịch NH3 hoặc dung dịch hỗn hợp NH3 + NH4Cl do tạo phức amin : Cu2+, Hg 2+, Ni2+, Cd2+, Co2+. Nhúm VI : Cỏc cation tạo được cỏc hiđroxit ớt tan trong nước, tan trong axit : Fe3+, Fe2+, Mg2+, Mn2+. Cỏc cation kim loại kiềm (Nhúm I) : Li+, Na+, K+, NH4+ I. Tớnh chất chung : Cỏc cation nhúm I đều khụng màu. Hiđroxit kim loại kiềm là bazơ mạnh, Ion kim loại kiềm : trung tớnh Ion NH4+ cú tớnh axit yếu : NH4+ NH3 + H+ K = 10-9,24 II. Phương phỏp nhận biết : 1. Dựa vào vào ngọn lửa : Lấy 1 dõy Pt, tẩm HCl. Đốt núng ở ngọn lửa đốn khớ cho đến sạch (màu ngọn lửa khụng đổi). Nhỳng đầu dõy Pt vào dung dịch thử rồi đưa vào ngọn lửa : Li+: đỏ chúi; Na+ : màu vàng; K+ : màu tớm Rb+, Cs+ : tớm hồng 2. Nhận biết NH4+ : Dựng dung dịch NaOH và quỡ tớm (đỏ) ẩm. Cỏc cation kim loại kiềm thổ : Ca2+. Sr2+, Ba2+ I. Tớnh chất chung : - Cỏc cation kim loại nhúm II cũng khụng màu và cú tớnh axit yếu M2+ + H20 MOH+ + H+ (K : rất bộ) - Cỏc muối cacbonat, sunfat đều ớt tan, CaSO4 tan nhiều nhất, muốn ↓ hoàn toàn ion Ca2+ dưới dạng CaSO4 thường phải thờm ớt rượu etylic. II. Sơ đồ phõn tớch : D2 phõn tớch (3 giọt) + (D2 H2SO4 + Rượu etylic) ↓ sunfat nhúm II Bỏ + D2 Na2CO3 bóo hoà, t0 (nhiều lần) Bỏ ↓ cacbonat nhúm II + D2 CH3COOH đặc (đến tan) + D2 K2Cr2O7 BaCrO4 ¯ (vàng) Sn2+, Ca2+ + D2 CaSO4 bóo hoà + D2 (NH4)2SO4 bóo hoà SrSO4 ↓ trắng + D2 (NH4)2C2O4 SrSO4 ↓ CaC2O4 ↓ trắng C. Cỏc cation kim loại tạo được muối clorua ớt tan (nhúm III) : Ag+, Pb2+, (Hg22+) I. Tớnh chất chung :Ion Ag+, Pb2+ : khụng màu Ion Ag+cú tớnh axt rất yếu, ion Pb2+ cú tớnh axit yếu Ag+ + H2O AgOH + H+, K= 10-11,7; pH dung dịch 0,01M ≈ 6,7 Pb2+ + H2O PbOH+ + H+, K= 10-6,18; pH dung dịch 0,01M ≈ 4 II. Sơ đồ phõn tớch : D2 phõn tớch + D2 HCl 2M ↓ clorua nhúm III Cỏc cation khỏc + Nước, đun núng Pb2+ AgCl (+ Hg2Cl2) + D2 NH3 2M + D2 KI + D2 K2CrO4 Ag(NH3)2Cl Hg + HgNH2Cl PbI2 ↓ vàng PbCrO4 ↓ vàng + D2 HNO3 (Đen) Tan trong OH- AgCl ↓ trắng D. Cỏc cation kim loại tạo được hiđroxit tan trong OH- dư (Nhúm IV) : Al3+, Cr3+, Zn2+ Sơ đồ phõn tớch : D2 phõn tớch + D2 HCl 2M Clorua nhúm III + D2 H2SO4 1M (+ C2H5OH) + D2 NaOH 2M dư (đến đục) Sunfat nhúm II + 3 - 5 giọt H2O2, t0 + 1/4 V d2 NaOH 2M + NH4Cl rắn, t0 Hiđroxit cỏc nhúm khỏc Zn(NH3)42+, CrO42- Al(OH)3 ↓ trắng keo (Cụ cạn cũn ẵ V) + D2 AgNO3 (+ vài giọt d2 HNO3) + D2 HNO3 1M + D2 Na 2S Ag2CrO4 ↓ đỏ gạch ZnS ↓ trắng E. Cation tạo được hiđroxit tan trong NH3 dư (Nhúm V) : Cu2+ (Ag+, Zn2+) NH3 tạo với Cu2+ phức màu xanh đậm bền, rất đặc trưng (Phản ứng dựng để phỏt hiện ion Cu2+) Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ b4 = 1012,03 Phức Cu(NH3)42+ dễ bị phõn huỷ bởi axit và dưới tỏc dụng của ion S2- tạo ↓ ớt tan: Cu(NH3)2+ + 4H+ Cu2+ + 4NH4+ Cu(NH3)2+ + S2- CuS ↓ + 4NH3 F. Cỏc cation tạo hiđroxit ớt tan trong kiềm dư và trong dung dịch NH3 (Nhúm VI): Fe3+, Fe2+, Mg2+, Mn2+. Sơ đồ phõn tớch: D2 phõn tớch (nhúm VI) + D2 NaOH 2M + H2O2, to Mg(OH)2, Fe(OH)3, MnO(OH)2 Bỏ + D2 HNO3 2M, t0 MnO(OH)2 Mg2+, Fe3+ + (PbO2 + HNO3 đặc), t0 + D2 NH3 2M MnO4-, tớm Fe(OH)3 đỏ nõu Mg2+ + D2 Na2HPO4 MgNH4PO4 ↓ trắng Chỳ ý : Cỏc ion Fe2+ và Fe3+ phải được phỏt hiện từ dung dịch đầu vỡ trong quỏ trỡnh phõn tớch, hoỏ trị của chỳng thay đổi. * Phản ứng phỏt hiện Fe2+ : Dựng K3[Fe(CN)6] Fe2+ + Fe(CN)63- Fe3[Fe(CN)6]2 ¯ (Xanh tuốc bin) Phải thực hiện ở pH < 7, khụng cú mặt chất oxi hoỏ để Fe2+ khụng bị oxi hoỏ. (Thuốc thử khụng tạo ↓ với Fe3+) * Phản ứng phỏt hiện Fe3+: cú 2 phương phỏp: 1. Fe3+ + Fe(CN)64- Fe4[Fe(CN)6]3 ↓ (xanh phổ) Phải thực hiện ở pH < 7, khụng cú mặt chất khử để Fe3+ khụng bị khử thành Fe2+ 2. Fe3+ + nSCN- Fe(SCN)n(3-n)+ (n = 1ữ 5) (Màu đỏ mỏu) Phải thực hiện ở mụi trường axit mạnh vỡ ở pH = 2 đó cú ↓ Fe(OH)3 làm phỏ huỷ phức. PHÂN TÍCH VÀ NHẬN BIẾT ANION Bảng tớnh tan của một số muối thường gặp Muối T/c chung Ngoại trừ NO3- Tan Khụng SO42- Tan BaSO4, SrSO4, PbSO4, CaSO4 (I), AgSO4 (I) Cl - Tan AgCl, HgCl, CuCl, PbCl2 (I) Br - Tan AgBr, HgBr, CuBr, PbBr, PbBr2, HgBr2 (I) I- Tan AgI, CuI, PbI2, HgI2 F- Khụng tan Muối kim loại kiềm, NH4+, Ag+, Hg2+, Sn2+, Be2+, Al3+ CH3COO- Tan H2PO4- Tan HPO42- Khụng tan Muối của KL kiềm, NH4+ PO43- Khụng tan Muối của KL kiềm, NH4+ (Li3PO4 khụng tan) HCO3- Tan CO23- Khụng tan Muối của KL kiềm, NH4+ (Li2CO3 ớt tan) SO32- Khụng tan Muối của KL kiềm, NH4+ S2- Khụng tan Muối của KL kiềm, NH4+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ S2O32- Tan BaS2O3, CaS2O3 PbS2O3, Hg2S2O3, Ag2S2O3 * Chỳ ý: Cỏc muối CO32-, SO32- và S2- của những ion Al3+, Fe3+ và Cr3+ khụng tồn tại trong dung dịch (ngoại trừ Fe2S3 cú tồn tại và khụng tan trong nước). I. Anion halogenua : 1. Phản ứng phỏt hiện ion F- Khi cú mặt F- thỡ phức chất sắt (III) thioxinat mất màu đỏ do chuyển thành phức chất khụng màu VD : Fe(SCN)3 + 3F- FeF3 + 3SCN- , K = 105,66 2. Phản ứng phỏt hiện ion Cl-, Br-, I- trong dung dịch hỗn hợp cú chứa cỏc anion đú: * Phỏt hiện ion Cl-: Dựng dung dịch AgNO3 : tạo được kết tủa (AgCl (màu trắng), AgBr : (trắng ngà), AgI: (màu vàng nhạt)). Lọc lấy kết tủa, hoà tan trong dung dịch NH3 loóng, AgCl bị hoà tan: AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- Lọc bỏ kết tủa, lấy dung dịch nước lọc cho vào vài giọt dung dịch HNO3, xuất hiện kết tủa trắng, suy ra trong dung dịch ban đầu cú ion Cl- Ag(NH3)2+ + 2H+ Ag+ + 2NH4+ Ag+ + Cl- AgCl ↓ * Phỏt hiện ion Br- và I-: - Cho vài giọt hồ tinh bột và vài giọt CCl4 vào dung dịch mẫu thử. - Cho từ từ dung dịch nước clo đến dư vào, lắc đều, dung dịch chuyển thành màu xanh, sau đú mất màu, đồng thời lớp dung mụi hữu cơ cú màu vàng, suy ra trong dung dịch ban đầu cú ion I- và Br- Cl2 + 2I- 2Cl- + I2 Cl2 + 2Br- 2Cl- + Br2 5Cl2 + I2 + 6H2O 10Cl- + 2IO3- + 12H+ (Cl2 dư khụng oxi hoỏ được Br2) II. Anion của lưu huỳnh 1. Phản ứng phỏt hịờn ion S2- : * Phản ứng với dung dịch HCl : dung dịch HCl phản ứng với cỏc dung dịch muối sunfua cho H2S bay ra, hoỏ đen giấy tẩm dung dịch Pb(CH3COO)2 (hoặc dung dịch Pb(NO3)2). * Phản ứng với d2 AgNO3 : Khi cú KCN thỡ khụng tạo thành cỏc muối khú tan khỏc của Ag+, trong khi đú thỡ cú Ag2S ↓ màu đen tạo thành (vỡ Ag2S rất ớt tan, Tt (Ag2S) = 10-49,2) 2. Phản ứng phỏt hiện ion SO32-: Cỏc axit mạnh tỏc dụng với SO32- cho khớ SO2 bay ra, nhận biết SO2 bằng giấy tẩm dung dịch Br2 hoặc dung dịch KMnO4 (mất màu). SO2 + Br2 + 2H2O H2SO4 + 2HBr 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 Cũng cú thể cho khớ bay ra lội vào dung dịch Ba2+ cú HCl và H2O2. Khi đú SO2 bị oxi hoỏ thành H2SO4 và ta được ↓ BaSO4 * Chỳ ý : Cỏc ion S2-, S2O32- cho phản ứng tương tự 3. Phản ứng phỏt hiện ion SO42- : Trong mụi trường axit, ion Ba2+ tạo với ion SO42- kết tủa trắng * Chỳ ý : Một số chất khử như S2-, SO32-, S2O32- bị oxi hoỏ trong mụi trường axit, trung tớnh hoặc kiềm để cho ion SO42-. 4. Phản ứng phỏt hiện ion thiosunfat S2O32- * Phản ứng với dung dịch AgNO3 2Ag+ + S2O32- Ag2S2O3 ↓ vàng Ag2S2O3 bị phõn huỷ khi đun núng tạo thành Ag2S ↓ màu đen. Ag2S2O3 + H2O Ag2S ↓ + H2SO4 * Phản ứng với dung dịch hỗn hợp I3- và hồ tinh bột D2 màu xanh của iot - hồ tinh bột (I2 + KI + hồ tinh bột) bị mất màu khi tỏc dụng với dung dịch S2O32- ở pH ≈ 7 do I3- bị S2O32- khử: I3- + 2S2O32- 3I- + S4O62- III. Anion của nitơ, photpho 1. Phản ứng phỏt hiện ion NO2- * Ion MnO4- bị mất màu khi tỏc dụng với dung dịch NO2- trong mụi trường axit vỡ bị khử thành Mn2+: 5HNO2 + 2MnO4- + H+ 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O * Ion NO2- trong mụi trường axit oxi hoỏ ion I- thành ion I3- màu nõu nhạt hoặc hoỏ xanh trong dung dịch hồ tinh bột : 2HNO2 + 3I- 2NO↑ + I3- + 2H2O Chỳ ý : Nhiều chất oxi hoỏ cho phản ứng tương tự 2. Phản ứng phỏt hiện ion NO3-: Phản ứng với Cu và dung dịch H2SO4 3Cu + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 2NOư + 4H2O Khớ NO bay ra hoỏ nõu trong khụng khớ : NO + 1/2O2 NO2 (màu nõu) 3. Phản ứng phỏt hiện ion PO43-: 3Ag+ + PO43- Ag3PO4 ↓ (vàng) * Chỳ ý : Cỏc ion CO32-, I- cho phản ứng tương tự IV. Anion của cacbon, silic 1. Phản ứng phỏt hiện ion CO32- : Phản ứng với dung dịch axit mạnh. Axit mạnh tỏc dụng với ion CO32- giải phúng CO2. Để nhận biết CO2 cú thể dựng nước vụi trong hoặc nước barit (dung dịch Ba(OH)2) : dung dịch hoỏ đục nếu CO2 dư thỡ trở lại trong suốt. * Chỳ ý : Cỏc ion SO32-, S2O32- cho phản ứng tương tự. 2. Phản ứng phỏt hiện ion CH3COO-: * Tạo phức với Fe3+: Ion CH3COO- tạo phức màu đỏ chố với ion Fe3+ : Fe3+ + nCH3COO- Fe(CH3COO)n(3-n)+ (n : 1-3) Khi đun núng xuất hiện ↓ đỏ nõu Fe(OH)2CH3COO. * Phản ứng CH3COOC2H5 : Khi cú H2SO4 đặc : CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O CH3COOC2H5 cú mựi đặc trưng Tốc độ phản ứng tăng nhanh khi đun núng và cú một ớt AgNO3 hoặc Ag2SO4 xỳc tỏc cho phản ứng. 3. Phản ứng phỏt hiện ion oxalat C2O42-: * Phản ứng với dung dịch KMnO4: Trong dung dịch H2SO4, ion CO42- làm mất màu dung dịch KMnO4 khi đun núng và cho khớ CO2 bay ra : 5C2O42- + 2MnO4- + 16H+ 10CO2 ↑ + 2Mn2+ + 8H2O * Phản ứng với muối Ca2+: Ca2+ + C2O42- CaC2)4 ↓ (trắng) CaC2O4 khụng tan trong CH3COOH nhưng tan trong dung dịch axit vụ cơ mạnh. 4. Phản ứng phỏt hiện ion SiO32- : Khi axit hoỏ dung dịch SiO32- thỡ tạo thành ↓ trắng keo (hoặc dung dịch keo) 2H+ + SiO32- + nH2O H2SiO3 . nH2O ↓ BÀI TẬP (Cõu I.3 – HSG QG 2000 – 2001): Cú cỏc dung dịch (bị mất nhón): a) BaCl2; b) NH4Cl; c) K2S; d) Al2(SO4)3; e) MgSO4; g) KCl; h) ZnCl2. Được dựng thờm dung dịch phenolphtalein (khoảng pH chuyển màu từ 8 – 10) hoặc metyl da cam (khoảng pH chuyển màu từ 3,1 – 4,4). Hóy nhận biết mỗi dung dịch trờn, viết cỏc phương trỡnh ion (nếu cú) để giải thớch. (Cõu I.2 – HSG QG 2002 – 2003): Trong phũng thớ nghiệm cú cỏc dung dịch bị mất nhón: AlCl3, NaCl, KOH, Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3. Dựng thờm một thuốc thử, hóy nhận biết mỗi dung dịch. Viết cỏc phương trỡnh phản ứng (nếu cú). Trỡnh bày phương phỏp nhận biết cỏc ion trong dung dịch cú chứa cỏc ion: a) Na+, Ca2+, Sr2+, Ba2+ b) Ca2+, Sr2+, Ba2+, Fe3+, Mg2+ c) Ag+, Pb2+, Fe3+, Mg2+, Al3+, Cr3+ d) Ag+, Cu2+, Zn2+, Al3+, Fe3+ e) F-, Cl-, I-, SO42- f) NO3-, SO42-, SO32-, CO32- g) NO2-, NO3-, PO43-, CO32- h) S2O32 , NO2-, CO32-, SO42-. bài giải Bài 1: Dùng phenolphtalein nhận ra K2S S2- + H2O = HS - + OH - pH > 10 đ dung dịch phenolphtalein có màu đỏ Dùng K2S làm thuốc thử. Cho K2S vào các dung dịch còn lại: to - Với NH4Cl : S-2 + NH4+ = NH3ư + HS- Nhận ra NH3 nhờ mùi khai, hoặc hoá đỏ giấy lọc tẩm phenolphtalein ( vì NH3 có pH > 9 ). - Với Al2(SO4)3 : Cho kết tủa keo trắng Al(OH)3 Al3+ + 3 S2- + 3 H2O = Al(OH)3¯ + 3 HS- - Với MgSO4 : Cho kết tủa trắng Mg(OH)2 Mg2+ + 2 S2- + 2 H2O = Mg(OH)2 + 2 HS- - Với ZnCl2 : Cho kết tủa trắng ZnS Zn2+ + 2 S2- = ZnS ¯ Dùng NH4Cl để nhận ra MgSO4: kết tủa Mg(OH)2 tan được trong NH4Cl ; trong khi các kết tủa Al(OH)3 và ZnS không tan. to Mg(OH)2 + 2 NH4+ = Mg2+ + 2 NH3ư + H2O Dùng MgSO4 nhận ra BaCl2: Ba2+ + SO42- = BaSO4 ¯ trắng Dùng BaCl2 nhận ra Al2(SO4)3 : Còn lại là KCl. Ba2+ + SO42- = BaSO4 ¯trắng (Hoặc dùng metyl da cam làm thuốc thử: Nhận ra Al2(SO4)3 Al2(SO4)3 2 Al3+ + 3 SO42- Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+ Dung dịch có phản ứng rất axit ( pH < 4 ) làm cho metyl da cam có màu da cam hoặc đỏ hồng. Các dung dịch còn lại đều có pH > 4,4 nên metyl da cam có màu vàng. Dùng Al2(SO4)3 làm thuốc thử: - Với BaCl2 cho kết tủa trắng tinh thể Ba2+ + SO42- = BaSO4 ¯trắng - Với K2S cho kết tủa keo trắng Al(OH)3 Al3+ + 3 S2- + 3 H2O = Al(OH)3¯ + 3 HS- Dùng K2S làm thuốc thử: to - Với NH4Cl : S2- + NH4+ = NH3ư + HS- Nhận ra NH3 nhờ mùi khai, hoặc hoá đỏ giấy lọc tẩm phenolphtalein. - Với MgSO4 : Cho kết tủa trắng Mg(OH)2 Mg2+ + 2 S2- + 2 H2O = Mg(OH)2¯ + 2 HS- - Với ZnCl2 : Cho kết tủa trắng ZnS Zn2+ + 2 S2- = ZnS ¯ - Với KCl không có dấu hiệu gì. Để phân biệt MgSO4 với ZnCl2 , cho NH4Cl vào 2 kết tủa Mg(OH)2 và ZnS thì chỉ có kết tủa Mg(OH)2 tan trong NH4Cl khi đun nóng to Mg(OH)2 + 2 NH4+ = Mg2+ + 2 NH3ư + H2O (còn ZnS không tan.) Bài 2: Có thể dùng thêm phenolphtalein nhận biết các dung dịch AlCl3, NaCl, KOH, Mg(NO3)2, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3. * Lần lượt nhỏ vài giọt phenolphtalein vào từng dung dịch. - Nhận ra dung dịch KOH do xuất hiện màu đỏ tía. * Lần lượt cho dung dịch KOH vào mỗi dung dịch còn lại: - Dung dịch AgNO3 có kết tủa màu nâu Ag+ + OH– đ AgOH ¯ ; (hoặc 2Ag+ + 2OH– đ Ag2O + H2O) - Dung dịch Mg(NO3)2 có kết tủa trắng, keo Mg2+ + 2OH– đ Mg(OH)2 ¯ - Các dung dịch AlCl3, Pb(NO3)2, Zn(NO3)2 đều có chung hiện tượng tạo ra kết tủa trắng, tan trong dung dịch KOH (dư). Al3+ + 3OH– đ Al(OH)3 ¯ ; Al(OH)3 ¯ + OH– đ AlO2– + 2H2O Pb2+ + 2OH– đ Pb(OH)2 ¯ ; Pb(OH)2¯ + OH– đ PbO2– + 2H2O Zn2+ + 2OH– đ Zn(OH)2 ¯ ; Zn(OH)2¯ + OH– đ ZnO2– + 2H2O - Dung dịch Nacl không có hiện tượng gì - Dùng dung dịch AgNO3 nhận ra dung dịch AlCl3 do tạo ra kết tủa trắng Ag+ + Cl – đ AgCl ¯ - Dùng dung dịch NaCl nhận ra dung dịch Pb(NO3)2 do tạo ra kết tủa trắng Pb2+ + 2 Cl – đ PbCl2 ¯ - còn lại là dung dịch Zn(NO3)2.
File đính kèm:
SANG_KIEN_KINH_NGHIEM.doc
