Nhận biết kim loại và hợp chất của kim loại

Chuyên đề Hóa học lớp 9: Nhận biết kim loại và hợp chất của kim loại được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 9 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

I/ Lý thuyết và phương pháp giải

Dựa vào tính chất hoá học và các dấu hiệu nhận biết các chất (kết tủa, khí, đổi màu dung dịch…) đã được học để tiến hành nhận biết.

• Bước 1: Trích mẫu thử (có thể đánh số các ống nghiệm để tiện theo dõi).
• Bước 2: Chọn thuốc thử để nhận biết (tuỳ theo yêu cầu của đề bài: thuốc thử tuỳ chọn, hạn chế hay không dùng thuốc thử nào khác).
• Bước 3: Cho thuốc thử vào mẫu, trình bày hiện tượng quan sát, rút ra kết luận đã nhận ra hoá chất nào.
• Bước 4: Viết phương trình phản ứng minh hoạ.

Chú ý: Để giải dạng bài tập này ta cần:

Dựa vào màu sắc của các dung dịch.

Các phản ứng hóa học đặc trưng của các hóa chất cần nhận biết.

Lập bảng để nhận biết.

Lý thuyết cơ bản về thuốc thử hóa học lớp 9 của THCS (áp dụng để nhận biết và phân biệt kim loại)

KL, Ion	Thuốc thử	Hiện tượng	Giải thích, viết PTHH
Na, K	H2O	Tan + dd trong	Na + H2O → NaOH + 1/2 H2 K + H2O → KOH + 1/2 H2
Ca	H2O	Tan + dd đục	Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2
Ba	H2O Axit H2SO4	Tan+dd trong ↓ trắng	Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2 Ba + H2SO4 → BaSO4 + H2
Al Al3+	Dd kiềm Dd NH3 dư	Tan ↓ trắng, không tan	Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3/2 H2 Al3+ + NH3 + H2O → Al(OH)3 + NH4+
Zn2+	Dd NH3 dư	↓ trắng sau đó tan	Zn2+ + NH3 + H2O → Zn(OH)2 + NH4+ Zn(OH)2 + NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2
Fe Fe2+ Fe3+	Khí Clo Dd NaOH Dd NaOH, NH3	Trắng xám → nâu đỏ ↓ trắng xanh hóa đỏ nâu ↓ đỏ nâu	2Fe(trắng xám) + 3Cl2(vàng lục) → 2FeCl3(nâu đỏ) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓ (trắng xanh) Fe(OH)2 + O2 + H2O → Fe(OH)3↓ (nâu đỏ) Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓ Fe3+ + NH3 + H2O → Fe(OH)3↓ + NH4+
Hg	HNO3 đặc	Tan, khí màu nâu	Hg + 4HNO3 → Hg(NO3)2 + 2NO2↑+ H2O
Cu Cu2+ Cu (đỏ)	HNO3 đặc Dd NH3 dư AgNO3	Tan, dd xanh, khí màu nâu ↓ xanh sau đó tan Tan, dd xanh	Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 ↑+ 2H2O Cu2+ + NH3 + H2O → Cu(OH)2 + NH4+ Cu(OH)2 + NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Mg Mg2+	Dd HCl Dd CO32-	Tan, có khí ↓ trắng	Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 Mg2+ + CO32- → MgCO3↓
Pb Pb2+	Dd HCl Dd H2S	↓ trắng ↓ đen	Pb + 2HCl → PbCl2↓ + H2 Pb2+ + S2- → PbS↓
Na K Ca Ba	Đốt trên ngọn lửa và quan sát	- Màu vàng tươi - Màu tím (tím hồng) - Màu đỏ da cam - Màu lục (hơi vàng)

II/ Bài tập vận dụng

Bài 1: Có 8 dung dịch chứa: NaNO₃, Mg(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂, Cu(NO₃)₂, Na₂SO₄, MgSO₄, FeSO₄, CuSO₄. Hãy nêu các thuốc thử và trình bày phương án phân biệt 8 dung dịch nói trên.

Hướng dẫn:

Thuốc thử để phân biệt là: dd BaCl₂, dd NaOH. Cách làm như sau:

Trích mẫu thử và đánh số thứ tự.

Cho dd BaCl₂ vào 8 dung dịch sẽ thấy ở 4 dung dịch có kết tủa là: Na₂SO₄, MgSO₄, FeSO₄, CuSO₄ (nhóm A) còn 4 dung dịch không có hiện tượng gì là: NaNO₃, Mg(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂, Cu(NO₃)₂ (nhóm B).

Trong mỗi nhóm A, B đều dùng dd NaOH để thử:

+ Nhận ra Na₂SO₄ và NaNO₃ không có hiện tượng gì

+ Nhận ra CuSO₄ và Cu(NO₃)₂ tạo kết tủa màu xanh:

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ (Xanh) + Na₂SO₄

Nhận ra MgSO₄ và Mg(NO₃)₂ tạo kết tủa màu trắng:

Mg(NO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ (Trắng) + 2NaNO₃

Nhận ra FeSO₄ và Fe(NO₃)₂ tạo kết tủa màu trắng hơi xanh, sau đó một lúc kết tủa sẽ chuyển thành màu nâu đỏ

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃↓ (nâu đỏ)

Bài 2: Nhận biết các chất trong mỗi cặp dưới đây chỉ bằng dung dịch HCl

a) 4 dung dịch: MgSO₄, NaOH, BaCl₂, NaCl

b) 4 chất rắn: NaCl, Na₂CO₃, BaCO₃, BaSO₄

Hướng dẫn

a) Xét khả năng phản ứng của 4 chất, nhận được chỉ có MgSO₄ tạo được kết tủa với 2 dung dịch khác:

MgSO₄ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + Na₂SO₄

MgSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + MgCl₂

Suy ra dung dịch còn lại không kết tủa là NaCl.

Dùng axit HCl hòa tan 2 kết tủa thấy kết tủa không tan là BaSO₄ → nhận được BaCl₂, kết tủa tan là Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O thì nhận được NaOH

b) Hòa tan 4 chất rắn bằng dung dịch HCl nhận được BaSO₄ không tan, NaCl tan mà không có khí bay ra. Còn:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

BaCO₃ + 2HCl → BaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

Thả lần lượt 2 chất rắn Na₂CO₃, BaCO₃ vào 2 dung dịch vừa tạo ra → sẽ nhận ra Na₂CO₃ có kết tủa: Na₂CO₃ + BaCl₂ → BaCO₃↓ + 2NaCl

→ Còn lại là BaCO₃.

Bài 3: Nhận biết các kim loại sau: Al, Fe, Cu

Hướng dẫn giải 

Lấy mỗi kim loại 1 ít, lần lượt cho dung dịch axit loãng HCl vào từng kim loại

Kim loại nào không tan là Cu.

Kim loại nào tan có hiện tượng sủi bọt khí k màu không mùi là Al, Fe

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Cho dung dịch NaOH vào 2 kim loại còn lại: Al, Fe

Kim loại nào có hiện tượng sủi bọt khí không màu không mùi là Al, không có hiện tượng gì là Fe

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Bài 4: Trình bày phương pháp hoá học để nhận biết các kim loại sau: Al, Ag, Fe, Mg

Hướng dẫn giải 

Dùng NaOH vào 4 mẫu thử

Mẫu nào tan và có xuất hiện sủi bọt khí là Al.

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

+ Mẫu nào không tan là Ag,Fe,Mg.

Dùng dd HCl để phân biệt mẫu thử của 3 kim loại:

Mẫu nào tan và xuất hiện sủi bọt khí là Fe,Mg(nhóm I)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

+ Mẫu thử không tan là Ag.

Dùng dd NaOH vào dung dịch sản phẩm của nhóm I:

+ Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng thì ban đầu là Mg.

MgCl₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + 2NaCl

+ Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt thì ban đầu là Fe.

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

Bài 5: Phân biệt 9 chất rắn sau bằng 2 hóa chất tự chọn: Ag₂O, BaO, MgO, MnO₂, Al₂O₃, FeO, Fe₂O₃, CaCO₃, CuO?

Giải: Hai thuốc thử là H₂O , HCl đặc nóng

Nhận BaO tan trong H₂O tạo Ba(OH)₂

Dùng Ba(OH)₂ nhận Al₂O₃:

-> Al₂O₃ tan được trong Ba(OH)₂ theo phản ứng:

Al₂O₃ + Ba(OH)₂ → Ba(AlO₂)₂ + H₂O

Dùng HCl đặc nóng nhận biết được

 Ag₂O: Ag₂O + 2HCl → 2AgCl (kết tủa trắng hóa đen trong không khí) + H₂O

+ CuO: CuO + 2HCl → CuCl₂ (dung dịch màu xanh lam) + H₂O

+ CaCO₃:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ (khí không màu) + H₂O

+ MnO₂:

MnO₂ + 4HCl (đặc, nóng) → MnCl₂ + Cl₂ (khí vàng lục) + 2H₂O (nếu không là HCl đặc nóng thì sẽ không phản ưng)

Còn MgO, FeO, Fe₂O₃ tan trong HCl tạo thành các dung dịch khó phân biệt màu và không có khí thoát ra là MgCl₂, FeCl₂, FeCl₃.

Bài 6. Cho các hóa chất: Na, MgCl₂, FeCl₂, FeCl₃, AlCl₃. Chỉ dùng thêm nước hãy nhận biết chúng?

Hướng dẫn giải 

Chất nào tan trong nước có hiện tượng sủi bọt khí là Na

Dùng dung dịch NaOH ở trên cho lần lượt vào các dung dịch còn lại

Dung dịch nào xuất hiện kết tủa keo trắng tan trong NaOH dư là AlCl₃

Dung dịch nào xuất hiện kết tủa trắng không tan trong NaOH dư là MgCl₂

Dung dịch nào xuất hiện kết tủa trắng xanh là Fe(OH)₂

Dung dịch nào xuất hiện kết tủa nâu đỏ là Fe(OH)₃

Bài 7. Không dùng thêm hóa chất nào khác hãy nhận biết các chất đựng trong các lọ mất nhãn sau: KOH, HCl, FeCl₃, Pb(NO₃)₂, Al(NO₃)₃, NH₄Cl

Bài 8. Có 5 gói bột màu tương tự nhau: CuO; FeO; MnO₂; Ag₂O; (Fe+FeO)CuO; FeO; MnO₂; Ag₂O; (Fe+FeO) có thể dùng dd nào để phân biệt các chất trên?

Bài 9. có 7 oxit dạng bột Na₂O, CaO, Ag₂O, Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO₂, CuO, CaC₂. Hãy nhận biết các chất đó?

Bài 10. Chỉ dùng một thuốc thử duy nhất. hãy nhận biết các gọi bột màu đen không nhãn: Ag₂O, MnO₂, FeO, CuO?

Với chuyên đề: Nhận biết kim loại và hợp chất của kim loại trên đây chúng ta có thể hiểu rõ các bước thực hiện, các chất thử để nhận biết được chất vô cơ trong phòng thí nghiệm hay trong thực tế.

..........................................