Bài tập về các chất kết tủa
I. Lý thuyết
1. Khái niệm
- Kết tủa là quá trình hình thành chất rắn từ dung dịch khi phản ứng hóa học xảy ra trong dung dịch lỏng. Nếu không chịu tác dụng của trọng lực (lắng đọng) để gắn kết các hạt rắn với nhau, thì các chất tồn tại trong dung dịch ở dạng huyền phù. Sau khi lắng đọng, đặc biệt khi sử dụng phương pháp ly tâm trong phòng thí nghiệm để nén chặt chúng thành khối, chất kết tủa có thể được xem là ‘viên’.
- Sự kết tủa có thể được dùng làm như một môi trường. Chất lỏng không kết tủa còn lại ở trên được gọi là ‘supernate’ hay ‘supernatant’ (dịch nổi). Bột thu được từ quá trình kết tủa về mặt lịch sử được gọi là ‘bông (tụ)’. Khi chất rắn xuất hiện ở dạng sợi cellulose qua quá trình hóa học, quá trình này được gọi là sự tái sinh (regeneration).
2. Công thức tính khối lượng
- Khối lượng kết tủa là khối lượng của chất rắn thu được từ dung dịch sau khi phản ứng hóa học.
- Khối lượng kết tủa được tính theo công thức sau:
m = n.M
- Trong đó:
+ m: Khối lượng (g)
+ n: Số mol (mol)
+ M: Khối lượng mol (g/mol)
3. Các chất kết tủa thường gặp và màu sắc của chúng
Bảng các chất kết tủa thường gặp
|
STT |
Chất kết tủa |
Màu sắc kết tủa |
STT |
Chất kết tủa |
Màu sắc kết tủa |
|
1 |
Al(OH)3 |
Keo trắng |
15 |
CaCO3 |
Trắng |
|
2 |
FeS |
Màu đen |
16 |
AgCl |
Trắng |
|
3 |
Fe(OH)2 |
Trắng xanh |
17 |
AgBr |
Vàng nhạt |
|
4 |
Fe(OH)3 |
Màu đỏ |
18 |
AgI |
Màu vàng cam hay vàng đậm |
|
5 |
FeCl2 |
Dung dịch màu lục nhạt |
19 |
Ag3PO4 |
Màu vàng |
|
6 |
FeCl3 |
Dung dịch màu vàng nâu |
20 |
Ag2SO4 |
Trắng |
|
7 |
Cu |
Màu đỏ |
21 |
MgCO3 |
Kết tủa trắng |
|
8 |
Cu(NO3)2 |
Dung dịch xanh lam |
22 |
CuS, FeS, Ag2S, PbS, HgS |
Màu đen |
|
9 |
CuCl2 |
Tinh thể màu nâu, dung dịch màu xanh lá cây |
23 |
BaSO4 |
Trắng |
|
10 |
Fe3O4 (rắn) |
Màu nâu đen |
24 |
BaCO3 |
Trắng |
|
11 |
CuSO4 |
Tinh thể khan có màu trắng, tinh thể ngậm nước và dung dịch màu xanh lam |
25 |
Mg(OH)2 |
Trắng |
|
12 |
Cu2O |
Có màu đỏ gạch |
26 |
PbI2 |
Vàng tươi |
|
13 |
Cu(OH)2 |
Màu xanh lơ (xanh da trời) |
27 |
C6H2Br3OH |
Trắng ngà |
|
14 |
CuO |
Màu đen |
28 |
Zn(OH)2 |
Keo trắng |
4. Phương pháp giải
- Bước 1: Tính số mol các chất đề bài đã cho số liệu và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
- Bước 2: Tính toán luôn theo phương trình phản ứng hóa học hoặc đặt ẩn nếu đề bài là hỗn hợp.
- Bước 3: Lập phương trình toán học và giải phương trình Số mol các chất cần tìm.
- Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài.
Lưu ý: Trong một hỗn hợp mà có nhiều phản ứng xảy ra thì phản ứng trung hoà được ưu tiên xảy ra trước.
II. Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 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 các phương án phân biệt các dung dịch nói trên.
Hướng dẫn giải:
Dùng Ba(OH)2 vào các dd:
Không xuất hiện dấu hiệu là NaNO3
Xuất hiện kết tủa là trắng là gồm
Mg(NO3)2 + Ba(OH)2→ Ba(NO3)2 + Mg(OH)2
MgSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + Mg(OH)2
Xuất hiện kết tủa trắng có lẩn màu xanh là gồm:
Fe(NO3)2 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + Fe(OH)2
FeSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + Fe(OH)2
Xuất hiện kết tủa xanh gồm:
Cu(NO3)2 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + Cu(OH)2
CuSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + Cu(OH)2
Lọc lấy các kết tủa mỗi phần hòa tan vào dd HCl
Cho dd HCl dư vào hai kết tủa trắng
Kết tủa tan hết trong dd HCl thì dd ban đầu là Mg(NO3)2
do phản ứng Mg(OH)2 +2HCl → MgCl2 + H2O
Kết tủa tan một phần còn một phần không tan do BaSO4) là MgSO4
Tương tự muối Fe và Cu
Ví dụ 2: Có 4 chất rắn: KNO3, NaNO3, KCl, NaCl. Hãy nêu cách phân biệt chúng.
Hướng dẫn giải:
Đem đốt mẫu thử 4 chất rắn:
Ngọn lửa chuyển màu vàng tươi: NaNO3 và NaCl
Ngọn lửa chuyển màu tím đỏ: KNO3 và KCl
Dùng dung dịch AgNO3:
tạo kết tủa trắng → NaCl và KCl
NaCl (dd) + AgNO3 (dd) → NaNO3 (dd) + AgCl (r)
KCl (dd) + AgNO3 (dd) → KNO3 (dd) + AgCl (r)
còn lại → NaNO3 và KNO3
III. Bài tập vận dụng
Bài 1: Chỉ dùng thêm một hoá chất, nêu cách phân biệt các oxit: K2O, Al2O3, CaO, MgO.
Hướng dẫn giải:
Trích mẫu thử và đánh số thứ tự
Cho nước vào từng ống nghiệm đã đựng sẵn mẫu thử
Mẫu thử nào tan trong nước là K2O và CaO
K2O + H2O → 2KOH
CaO + H2O → Ca(OH)2
Mẫu thử không tan là Al2O3 và MgO
Sục khí CO2 vào mẫu thử đã tan trong nước, mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng là CaCO3, chất ban đầu là CaO
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Mẫu thử không có kết tủa => chất ban đầu là K2O
Cho NaOH dư vào 2 chất rắn không tan trong nước
Chất nào tan ra => chất rắn ban đầu là Al2O3
Al2O3 + 2NaOH + H2O → 2NaAlO2 + H2
Chất rắn còn lại không tan là MgO
Bài 2:Chỉ dùng thêm Cu và một muối tuỳ ý hãy nhận biết các hoá chất bị mất nhãn trong các lọ đựng từng chất sau: HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4.
Hướng dẫn giải:
TH1: Nếu H2SO4 đặc:
Thì Cu tác dụng với HNO3, H2SO4 (Nhóm 1)
Không tác dụng HCl, H3PO4 (Nhóm 2)
Ta dùng muối Ba(NO3)2
Cho vào nhóm 1 có kết tủa BaSO4 nhận biết được H2SO4, còn HNO3 không có hiện tượng đặc biệt
Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + NO2 + H2O
Cho vào nhóm 2: có kết tủa Ba3(PO4)2. nhận biết H3PO4.
còn HCl không có hiện tượng gì đặc biệt:
Phương trình: H3PO4 + Ba(NO3)2 → Ba3(PO4)2 + NO2 + H2O
TH2: Nếu H2SO4 loãng:
Nhóm 1: không tác dụng với Cu: HCl, H3PO4, H2SO4
Nhóm 2: HNO3 tác dụng tạo khí → nhận biết được HNO3
Cũng dùng Ba(NO3)2
Cho vào nhóm 1
Có kết tủa Ba3(PO4)2 và BaSO4
Không có hiện tượng đặc biệt là HCl → nhận biết được HCl
Còn hai kết tủa, ta dùngHCl vừa nhận ra cho vào hai kết tủa, kết tủa nào tan là Ba3(PO4)2 → Nhận biết được H3PO4, còn kết tủa nào không tan là BaSO4 → nhận biết được H2SO4
Bài 3: Có 4 ống nghiệm, mỗi ống chứa 1 dung dịch muối (không trùng kim loại cũng như gốc axit) là: clorua, sunfat, nitrat, cacbonat của các kim loại Ba, Mg, K, Pb.
a) Hỏi mỗi ống nghiệm chứa dung dịch của muối nào?
b) Nêu phương pháp phân biệt 4 ống nghiệm đó?
Hướng dẫn giải:
a) Ta có các ống nghiệm sau: K2CO3, Pb(NO3)2, MgSO4, BaCl2.
Giải thích. Lọ K2CO3 là phải có vì gốc CO3 2- kết hợp với các gốc kim loại Ba, Mg, Pb đều tạo kết tủa không tạo dung dịch.
b) Phân biệt:
Cho HCl vào 4 dung dịch: K2CO3, Pb(NO3)2, MgSO4, BaCl2.
→Tạo khí: K2CO3
K2CO3 + 2HCl → 2KCl + H2O + CO2↑
Không hiện tượng: Pb(NO3)2, MgSO4, BaCl2: Nhóm A
Cho dd NaCl vào nhóm A:
+ Tạo kết tủa: Pb(NO3)2:
2NaCl + Pb(NO3)2 → PbCl2↓ + 2NaNO3
+ Không hiện tượng: MgSO4, BaCl2: Nhóm B
Cho tiếp dd Na2SO4 vào nhóm B:
→ Tạo kết tủa: BaCl2:
Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2NaCl
→ Không hiện tượng: MgSO4.
Bài 4: Phân biệt 3 loại phân bón hoá học: phân kali (KCl), đạm 2 lá (NH4NO3), và supephotphat kép Ca(H2PO4)2.
Hướng dẫn giải:
Dùng dung dịch Ca(OH)2 làm thuốc thử để nhận biết.
Cho dung dịch Ca(OH)2 vào mẫu thử của dung dịch các loại phân bón trên và đun nhẹ:
Nếu có khí mùi khai NH3 thoát ra là NH4NO3
2NH4NO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + 2NH3↑ + H2O
Nếu có kết tủa xuất hiện là Ca(H2PO4)2
2Ca(OH)2 + Ca(H2PO4)2 → Ca3(PO4)2↓ + H2O
Không có hiện tượng gì là KCl.
Bài 5: Có 5 mẫu kim loại Ba, Mg, Fe, Al, Ag nếu chỉ dùng dung dịch H2SO4 loãng có thể nhận biết được những kim loại nào. Viết các phương trình hóa học minh hoạ.
Hướng dẫn giải:
Trích mẩu thử cho mỗi lần thí nghiệm. Cho dung dịch H2SO4 loãng lần lượt vào các mẩu thử.
Kim loại không tan là Ag, các kim loại còn lại tan và tạo khí H2 và các dung dịch muối.
Trường hợp tạo kết tủa là Ba. Lọc bỏ kết tủa rồi lấy dung dịch nước lọc có chứa Ba(OH)2 cho tác dụng với các dung dịch muối ở trên.
+ Dung dịch tạo kết tủa trắng xanh rồi hóa nâu là FeSO4.
=> kim loại ban đầu là Fe.
FeSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
+ Dung dịch tạo kết tủa keo trắng rồi tan dần là Al2(SO4)3 => kim loại ban đầu là Al.
Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 → 3BaSO4 + 2Al(OH)3
2Al(OH)3 + Ba(OH)2 → Ba[Al(OH)4]2
Dung dịch tạo kết tủa trắng là MgSO4 => kim loại ban đầu là Mg
MgSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + Mg(OH)2
+ Dung dịch tạo kết tủa trắng là MgSO4 => kim loại ban đầu là Mg.
MgSO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + Mg(OH)2
Xem thêm các dạng bài tập Hoá học 9 hay, chi tiết, đầy đủ khác:
30 Bài tập về Một số bazơ quan trọng (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 bài tập về Một số muối quan trọng (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Một số oxit quan trọng (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Mối quan hệ giữa các loại hợp chất vô cơ (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 Bài tập về Một số axit quan trọng (2024) có đáp án chi tiết nhất
