Tài liệu Skkn phương pháp giải bài tập nhận biết hóa chất cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông.

BM 01-Bia SKKN SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI TRƯỜNG PHỔ THÔNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TỈNH Mã số: ................................ (Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NHẬN BIẾT HÓA CHẤT CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Người thực hiện: NGUYỄN THỊ PHƯỢNG LIÊN Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: .............................  (Ghi rõ tên bộ môn)  - Lĩnh vực khác: ....................................................... (Ghi rõ tên lĩnh vực) Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN  Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác (các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm) BM02-LLKHSKKN SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC –––––––––––––––––– I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: NGUYỄN THỊ PHƯỢNG LIÊN 2. Ngày tháng năm sinh: 19/12/1980 3. Nam, nữ: Nữ 4. Địa chỉ: 22-Lê Văn Hưu-Khu phố 2-Thị trấn Trảng Bom-Trảng BomĐồng Nai 5. Điện thoại: 0918356537 (CQ) 0613.868367 (NR); ĐTDĐ: 6. Fax: E-mail: [email protected] 7. Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn 8. Nhiệm vụ được giao: Tổ trưởng chuyên môn, giáo viên bộ môn Hóa 9. Đơn vị công tác: Tổ Hóa-Sinh-Nghề-Hướng Nghiệp, trường PTDTNT tỉnh Đồng Nai II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân - Năm nhận bằng: 2002 - Chuyên ngành đào tạo: Hóa học III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hóa học Số năm có kinh nghiệm: 12 - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP NHẬN BIẾT HÓA CHẤT CHO HỌC SINH LỚP 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI - Hóa học là khoa học vừa lý thuyết, vừa thực nghiệm. Trong giảng dạy Hóa học, giáo viên không những truyền đạt cho học sinh lý thuyết về bộ môn mà còn phải giúp cho các em có những kỹ năng về thí nghiệm, thực hành, liên hệ các kiến thức với thực tiễn. - Nhận biết hóa chất là một trong những kỹ năng đặc trưng và quan trọng trong dạy học Hóa học. - Để nâng cao chất lượng dạy học, giáo viên cần phải sử dụng các phương pháp dạy học hợp lý, phù hợp và phải biết kết hợp nhiều phương pháp trong một tiết dạy để phát huy tính chủ động tích cực của học sinh. Một trong những phương pháp dạy học hiệu quả là sử dụng bài tập hóa học. Bài tập hóa học vừa giúp cho học sinh củng cố kiến thức, vừa giúp rèn luyện cho học sinh những kỹ năng quan trọng như kỹ năng tính toán, kỹ năng tư duy logic, kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, …. Chính vì những lý do trên, tôi đã thực hiện đề tài: “Phương pháp giải bài tập nhận biết hóa chất cho học sinh lớp 12 trung học phổ thông”. II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lý luận a. Bài tập hóa học a.1. Khái niệm bài tập hóa học [3] Theo các nhà lý luận dạy học Liên Xô (cũ), bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà trong khi hoàn thành chúng, HS vừa nắm được, vừa hoàn thiện một tri thức hay một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời miệng, trả lời viết hoặc kèm theo thực nghiệm. Ở nước ta, sách giáo khoa hoặc sách tham khảo, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan điểm này. a.2. Tác dụng của bài tập hóa học [3]  BTHH là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy HS vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã thu được qua bài giảng thành kiến thức của chính mình.  Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú. Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập HS mới nắm vũng kiến thức một cách sâu sắc.  Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất. 1  Rèn luyện kỹ năng hoá học cho HS như kỹ năng viết và cân bằng phương trình phản ứng, kỹ năng tính toán theo công thức và phương trình hoá học, kỹ năng thực hành như cân, đo, đun nóng, nung, sấy, lọc, nhận biết hoá chất, ...  Phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh cho HS (HS cần phải hiểu sâu mới hiểu được trọn vẹn).  BTHH còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới (hình thành khái niệm, định luật...) khi trang bị kiến thức mới, giúp HS tích cực, tự lực, lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững. Điều này thể hiện rõ khi HS làm bài tập thực nghiệm định lượng.  BTHH phát huy tính tích cực, tự lực của HS và hình thành phương pháp học tập hợp lý.  BTHH còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của HS một cách chính xác.  BTHH có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch...), nâng cao hứng thú học tập bộ môn. Điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm. a.3. Phân loại bài tập hóa học [3] Theo quan niệm thông thường, bài tập gồm cả câu hỏi và bài toán. BTHH được chia làm 2 loại là bài tập trắc nghiệm tự luận (thường quen gọi là bài tập tự luận) và bài tập trắc nghiệm khách quan (thường quen gọi là bài tập trắc nghiệm).  Bài tập tự luận là loại bài tập, HS phải trình phải tự viết câu trả lời, HS phải tự trình bày, lí giải, chứng minh bằng ngôn ngữ của mình.  Bài tập trắc nghiệm là loại bài tập khi làm bài HS chỉ phải chọn câu trả lời trong số các câu trả lời đã được cung cấp. Bài làm của HS được chấm bằng cách đếm số lần chọn được câu trả lời đúng nên không phụ thuộc vào sự đánh giá chủ quan của người chấm. b. Một số thuốc thử thường dùng trong quá trình nhận biết hóa chất [4] b.1. Một số thuốc thử thường dùng để nhận biết các chất khí. STT Khí Thuốc thử Hiện tượng PTPƯ minh họa 1 Cl2 dd KI+Hồ tinh bột Dd không màu → Cl2+ 2KI → 2KCl +I2 Hóa xanh Hồ tinh bột + I2 → hợp chất có màu xanh 2 I2 Hồ tinh bột Dd không màu → Hồ tinh bột + I2 → hợp chất có Hóa xanh màu xanh 3 SO2 Dung dịch Br2 Mất màu dd thuốc SO2+ Br2 +2H2O → 2HBr + 2 màu vàng hoặc nâu (hay dd KMnO4 màu tím) (hay 3SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnO2 + 2H2SO4) Pb2+ + H2S → PbS↓ + 2H+ Dd AgNO3 Cho kết tủa trắng Ag+ + Cl- → AgCl↓ Quỳ tím ẩm Hóa đỏ Quỳ tím ẩm Hóa xanh NH3 + H2O ↔NH4+ + OH- Tạo khói trắng NH3 + HCl → NH4Cl H2S Dd Pb(NO3)2 5 HCl NH3 H2SO4 Cho kết tủa đen 4 6 thử Dd HCl (đặc) 7 NO Không khí Hóa nâu 2NO + O2 → 2NO2 8 NO2 Quỳ tím ẩm Hóa đỏ 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO 9 CO2 Dd nước vôi trong Vẩn đục CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ +H2O 10 O2 Cu (đỏ), to Hóa đen (CuO) 2Cu + O2 → 2CuO 11 Hơi nước CuSO4 khan Trắng hóa xanh CuSO4 + 5H2O → CuSO4.5H2O 12 H2 CuO(đen), to Hóa đỏ (Cu) CuO + H2 → Cu↓ + H2O 13 N2 Còn lại sau cùng b.2. Một số thuốc thử thường dùng để nhận biết chất hữu cơ (A) STT Thuốc thử STT 1 2 Dd Br2 ( màu nâu đỏ ) Dd AgNO3/NH3 Hiện tượng Kết luận A (Phương trình phản ứng) Nhạt màu nâu đỏ Có liên kết  tự do: Anken; Ankin; Ankadien (các hợp chất không no ) Xuất hiện kết tủa trắng Anilin, phenol Kết tủa vàng Ví dụ: C6H5NH2 +3Br2 → C6H2Br3(NH2)↓ +3HBr Ank -1-in (có liên kết 3 ở đầu mạch) R-C  CH + AgNO3 + NH3 → R-C  CAg↓ + NH4NO3 3 Kết tủa Ag (tráng gương) Hợp chất có nhóm (– CHO): Như andehit, glucozơ, axit fomic, este của axit fomic … R– CHO + 2AgNO3 +3NH3 + H2O o  t R– COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3 3 Cu(OH)2 Ở to cao, tạo kết tủa đỏ gạch (Cu2O) Hợp chất có nhóm (– CHO): Như andehyt, glucozơ… o t R – CHO +2Cu(OH)2   RCOOH + Cu2O↓ + 2H2O Tạo dd màu xanh lam Ancol đa chức có nhiều nhóm OH liền trong suốt kề như glucozơ, glixerin, … 4 Quỳ tím 5 Na Hóa đỏ Axit cacboxylic, aminoaxit có nhiều nhóm COOH hơn nhóm NH2 Hóa xanh Bazơ, các amin béo, aminoaxit có nhiều nhóm NH2 hơn nhóm COOH Sủi bọt khí Các hợp chất hữu cơ có nguyên tử H linh động như ancol, phenol, axit cacboxylic, … b.3. Một số thuốc thử thường dùng để nhận biết các Cation STT Catio n Thuốc thử Hiện tượng Phương trình phản ứng 1 Li+ 2 Na+ 3 K+ 4 NH 4 Khí mùi khai 5 Mg2+ ↓trắng không tan Mg2+ +2OH- → Mg(OH)2↓ trong kiềm dư 6 Cu2+ ↓ xanh Đốt cháy Ngọn lửa đỏ tía bằng ngọn lửa Ngọn lửa vàng không màu Ngọn lửa tím   NH 4 + OH- → NH3↓ + H2O Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓ 4 Fe2+ 7 8 Fe3+ 9 Al3+ - OH (dd NaOH) Dd NH3 ↓ trắng xanh dần hóa nâu ngoài không khí Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 ↓ ↓ đỏ nâu Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓ ↓ keo trắng tan trong kiềm dư Al3+ 3OH- → Al(OH)3↓ ↓ keo trắng Al3+ + 3NH3 + 3H2O → 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓  Al(OH)3↓ + OH- → AlO 2 + H2O  Al(OH)3↓ + 3NH 4 b.4. Một số thuốc thử thường dùng để nhận biết các Anion STT Anion Thuốc thử Hiện tượng Phương trình phản ứng 1 Cl- ↓ Trắng Ag+ + Cl- → AgCl↓ 2 Br- ↓ Vàng nhạt Ag+ + Br- → AgBr↓ 3 I- ↓ Vàng Ag+ + I- → AgI↓ 4 PO 4 ↓ Vàng (tan trong HNO3) Ag+ + PO 4 → Ag PO4↓ 5 SO 4 Dd BaCl2 ↓ Trắng Ba2+ + SO 4 → BaSO4↓ 6 S2- Dd AgNO3 ↓ Đen Ag+ + S2- → Ag2S↓ Dd AgNO3 3 2 2 Pb2+ +S2- → PbS↓ Dd Pb(NO3)2 ↓ Đen 7 SO 3 8 HSO 3 2  Dd HCl 9 CO 3 10 HCO 3 11 SiO 3 2  2 3 ↑ SO2 (mùi sốc) SO 3 +2H+ → SO2+H2O ↑ SO2 (mùi sốc) HSO 3 +H+ → SO2+H2O ↑ CO2 CO 3 +2H+ → CO2+H2O ↑ CO2 HCO 3 +H+ → CO2+H2O ↓ keo trắng SiO 3 +2H+ → H2SiO3↓ 2  2  5 2 12  NO 3 H2SO4, vụn đồng Tạo dd màu xanh và khí không màu tạo hóa nâu ngoài không khí  3Cu + 8H+ + 2NO 3 → 3Cu2+ + 2NO +4H2O 2NO + O2 → 2NO2 2. Cơ sở thực tiễn - Số lượng bài tập về nhận biết hóa chất còn chưa nhiều, giáo viên bộ môn chưa xây dựng được hệ thống bài tập về nhận biêt hóa chất cho học sinh. - Điều kiện phòng thí nghiệm chưa đầy đủ nên chưa có điều kiện thực hiện nhiều thí nghiệm nhận biết. Trong dạy học, giáo viên cũng ngại sử dụng thí nghiệm biểu diễn hoặc ít ứng dụng công nghệ thông tin trình chiếu các clip thí nghiệm minh họa cho bài học. Điều này cũng gây khó khăn cho việc giải các bài tập nhận biết hóa chất của học sinh. - Trình độ nhận thức và ý thức học tập của học sinh chưa cao phần nào ảnh hưởng đến chất lượng dạy học. III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP 1. Một số hướng dẫn chung khi làm bài tập nhận biết a. Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài tập nhận biết - Để nhận biết các chất hoá học, cần phải nắm vững tính chất lý, hoá học của chất đó như trạng thái tồn tại, màu sắc, mùi vị, độ tan … đặc biệt là các phản ứng hoá học đặc trưng, có kèm theo hiện tượng như kết tủa, hoà tan, sủi bọt khí , thay đổi màu sắc … kể cả những chất do chúng tạo nên trong quá trình nhận biết. - Phản ứng hoá học được chọn để nhận biết phải là phản ứng đặc trưng đơn giản và có hiện tượng rõ ràng, xảy ra nhanh, dễ thực hiện, trừ trường hợp đặc biệt. Thông thường, để nhận biết n hoá chất cần phải làm (n-1) thí nghiệm. - Tất cả các hoá chất được lựa chọn dùng để nhận biết phải tồn tại và tạo ra những hiện tượng bên ngoài quan sát được khi nhận biết gọi là thuốc thử. - Thuốc thử được chọn phải phù hợp với điều kiện đề bài và chương trình học. - Đối với các chất rắn, ta nên dùng dung môi thích hợp để hòa tan (thường là nước), sau quá trình hòa tan ta đã sơ bộ biết được những chất tan và những chất không tan. b. Phương pháp làm bài - Trích mẫu thử (có thễ đánh số thứ tự vào ống nghiệm để tiện quan sát) - Chọn thuốc thử và điều kiện phản ứng. - Trình bày hiện tượng quan sát được. - Nêu kết luận nhận biết được chất nào. - Viết các phương trình minh hoạ. 6 b.1. Phương án 1 - Dùng phương pháp mô tả và trình bày bài làm theo thứ tự như trên. b.2. Phương án 2 - Lập bảng cũng theo thứ tự như trên nhưng quá trình mô tả hiện tượng đựơc thể hiện qua bảng như sau: Mẫu thử A B C D   - - -  -(C) (D) Thuốc thử X Y Kết quả (A) (B)  Lưu ý : Ký hiệu (-) không hiện tượng Đã nhận biết rồi Sau cùng viết phương trình phản ứng 2. Hướng giải quyết của giáo viên  Cách 1: Giáo viên có thể dùng phương pháp này trong các tiết ôn tập dưới 2 hình thức - Giáo viên diễn giảng và trình bày hoàn toàn bằng lí thuyết, cho học sinh tiếp thu. Trong trường hợp này nên hướng cho học sinh theo phương pháp kẻ bảng để tránh những lỗi trình bày cho học sinh, đối với những dạng có thể kẻ bảng được. - Giáo viên kết hợp diễn giảng và thí nghiệm biểu diễn. Trong trường hợp này, giáo viên phải chuẩn bị đầy đủ các hoá chất làm mẫu thử và thuốc thử, cho một vài học sinh lên bảng làm, cho nhận xét cuối cùng giáo viên kết luận, rồi tổng hợp cho học sinh biết phương pháp làm một bài nhận biết.  Cách 2: Giáo viên cho học sinh vào phòng thí nghiệm trực tiếp làm bài nhận biết. - Giáo viên phải chuẩn bị các hoá chất theo từng nhóm bài rồi phân cho từng nhóm làm thí nghiệm, sau đó học sinh làm tường trình theo từng nhóm. - Giáo viên tổng hợp thành phương pháp làm bài nhận biết cho học sinh. 3. Phân loại bài tập nhận biết và hướng giải quyết  DẠNG 1: Thuốc thử tự do (Thuốc thử chọn tuỳ ý). Nghĩa là chọn những thuốc thử thích hợp để khi cho vào mỗi chất thì có những phản ứng đặc trưng riêng. Trong trường hợp nếu một thuốc thử nào đó mà 7 tác dụng với 2 hay nhiều chất trong các chất mất nhãn có tính chất giống nhau thì thuốc thử đó làm nhiệm vụ tách nhóm. Nên phải làm thêm một số thí nghiệm khác để nhận biết các chất trong từng nhóm nhỏ đó. Ví dụ 1: Bằng phương pháp hoá học, hãy nhận biết các dung dịch mất nhãn sau: H2SO4 , HCl, Na2SO4, NaCl. Giải: Quá trình nhận biết được thể hiện dưới bảng sau Mẫu thử H2SO4 HCl Na2SO4 NaCl Ko đổi màu Thuốc thử Giấy quỳ Hoá đỏ Hoá đỏ Ko đổi màu BaCl2 ↓ Trắng Ko hiện tượng ↓ Trắng Ko hiện tượng ↓ Trắng Ko hiện tượng Kết quả Quỳ hoá đỏ, Quỳ hoá đỏ ↓ Trắng Nhận xét : + Chất nào làm giấy quỳ tím hoá đỏ,tạo kết trắng vơí dung dịch BaCl2 là H2SO4. + Chất nào làm giấy quỳ tím hoá đỏ,không có hiện tượng với dung dịch BaCl2 là HCl. + Chất nào không làm quỳ tím hoá đỏ,tạo kết trắng vơí dung dịch BaCl2 là Na2SO4.. + Chất nào không làm quỳ tím hoá đỏ,không có hiện tượng với dung dịch BaCl2 là NaCl. PTPƯ: H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2 HCl Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2 NaCl Ví dụ 2: Bằng phương pháp hoá học hãy nhận biết các mẩu kim loại mất nhãn sau (ở dạng bột): Mg, Ag, Al, Fe Giải: Quá trình nhận biết được thể hiện dưới bảng sau Mẫu thử Th thử HCl NaOH Mg Ag Al Fe Tan, sủi bọt khí Tạo kết tủa Không tan Tan, sủi bọt khí Tạo kết tủa Tan, sủi bọt khí Tạo kết tủa 8 Kết quả trắng không tan trong kiềm dư Tạo kết tủa trắng không tan trong kiềm dư trắng tan trong kiềm dư Tạo kết tủa trắng tan trong kiềm dư Không tan trắng dần hoá nâu trong không khí Tạo kết tủa trắng dần hoá nâu trong không khí Mg + HCl → MgCl2 + H2 Al + HCl → AlCl3 + H2 Fe + HCl → FeCl2 + H2 MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 +2 NaCl AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 +2 NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 Ví dụ 3: Hãy nhận biết các chất lỏng bằng phương pháp hoá học a. CH3COOH; HCOOH; CH2=CH-COOH; CH3CHO; C2H5OH. b. Các hợp chất hữu cơ có CTPT:C2H4O2. Giải: a. Trích mỗi lọ một ít làm mẫu thử.  Dùng quỳ tím lần lượt nhúng vào từng lọ: + Nếu quỳ tím hóa đỏ là:CH3COOH ; HCOOH ; CH2=CH-COOH(Phần I) + Nếu không có hiện tượng gì CH3CHO;C2H5OH(Phần II) Phần I  Cho dung dịch AgNO3|NH3vào từng lọ + Lọ nào có xuất hiện kết tủa Ag là HCOOH. o t HCOOH+2AgNO3+4NH3+H2O   (NH4)2CO3+2Ag↓ +2NH4NO3 + Còn lại là CH3COOH ; CH2=CH-COOH  Cho dung dịch Br2vào 2 axit còn lại +Nếu nhạt màu dd Br2là CH2=CH-COOH CH2=CH-COOH+Br2 → Br-CH2-CHBr-COOH + Còn lại là CH3COOH. Phần II 9  Cho dd AgNO3/NH3 vào từng lọ +Lọ nào có xuất hiện kết tủa Ag là CH3CHO o t CH3CHO+2AgNO3+3NH3+H2O   CH3COONH4+2Ag↓ + 2NH4NO3 +Còn lại là C2H5OH b. C2H4O2 có các đồng phân: CH3COOH HCOOCH3 CH2OH-CHO  Cho quỳ tím lần lượt vào các lọ chứa các chất trên + Nếu qùy tím hóa đỏ là: CH3COOH + Còn lại là: HCOOCH3 ; CH2OH-CHO  Cho Na vào 2 mẫu thử còn lại + Nếu xuất hiện sủi bọt khí bay lên là CH2OH–CHO o t CH2OH – CHO +Na   CH2ONa-CHO + 1/2H2↑ + Còn lại là HCOOCH3  DẠNG 2: Chỉ dùng một thuốc thử duy nhất. Nghĩa là phải chọn 1 thuốc thử nào đó mà khi cho vào mỗi chất thì có 1 phản ứng đặc trưng riêng. Trong trường hợp có hai chất có hiện tượng giống nhau thì phải dùng những chất nhận biết trước làm thuốc thử để nhận biết các chất còn lại . Ví dụ 1: Hãy chọn một hoá chất thích hợp để nhận biết các dung dịch mất nhãn sau: NH4Cl, (NH4)2SO4, NaNO3, FeCl3, Al(NO3)3. Giải: Chọn thuốc thử là Ba(OH)2 - Cho từ từ Ba(OH)2 vào lần lượt các dung dịch trên. - Nếu ống nghiệm nào có khí (mùi khai) bay lên là NH4Cl: Ba(OH)2 + 2NH4Cl → BaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O - Ống nghiệm nào có khí mùi khai bay lên, đồng thời có kết tủa trắng là (NH4)2SO4. Ba(OH)2 + (NH4)2SO4 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O - Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa nâu đó là FeCl3. 3Ba(OH)2 + 2FeCl3 → 3BaCl2 + 2 Fe(OH)3↓ (nâu) - Ống nghiệm nào tạo kết tủa, sau đó tan trong Ba(OH)2 dư là Al(NO3)3. 3Ba(OH)2 + 2 Al(NO3)3 → 3Ba(NO3) 2 + 2Al(OH)3↓ 10 Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 → Ba(AlO2)2 + 4H2O. Chất còn lại là NaNO3. Ví dụ 2: Hãy chọn một hoá chất thích hợp để nhận biết các chất rắn sau: K2O , Al2O3 , CaO , MgO. Giải: Chọn thuốc thử là H2O Cho tất cả các chất trên lần lượt vào H2O. - Chất nào tan, tạo dung dịch trong suốt là K2O. K2O + H2O → 2 KOH - Chất nào tan, tạo thành dung dịch hơi đục là CaO. CaO + H2O → Ca(OH)2 (ít tan). - Hai chất còn lại là Al2O3, MgO không tan. Dùng dung dịch KOH vừa nhận được ở trên cho vào 2 chất không tan trên, chất nào tan là Al2O3. Al2O3 + 2 KOH → 2 KAlO2 + H2O Chất còn lại là MgO.  DẠNG 3 : Thuốc thử cho trước. Nghĩa là chỉ dùng những thuốc thử đã cho để nhận biết các chất. - Có 2 trường hợp xảy ra: Trường hợp 1: Nếu tất cả các chất trong hỗn hợp mà tác dụng với thuốc thử đã cho có những phản ứng đặc trưng riêng, thì ta lần lượt cho chúng phản ứng, nói rõ hiện tượng rồi kết luận (giống dạng I). Trường hợp 2: Trong trường hợp có nhiều chất phản ứng cùng có hiện tượng giống nhau thì phải dùng những chất đã nhận biết trước, để nhận biết những chất còn lại, không được dùng thêm thuốc thử bên ngoài (Giống dạng II ). Ví dụ 1: Chỉ dùng quỳ tím,hãy nhận biết các chất đựng trong các lọ mất nhãn sau: a) Ba(OH)2, Na2SO4, HCl, AgNO3, KOH. b) Na2S, MgSO4, Ba(NO3)2, H2SO4. Giải: a) Dùng quỳ tím nhúng vào tất cả các dung dịch. - Dung dịch nào làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ là HCl. - Dung dịch nào làm quỳ tím chuyển sang màu xanh là Ba(OH)2, KOH - Hai chất còn lại không làm quỳ đổi màu là AgNO3, Na2SO4. 11 Trích mỗi thứ 1 ít từ 2 dung dịch muối cho vào 2 ống nghiệm riêng biệt. Sau đó cho dung dịch HCl vào. Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là AgNO3. HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3 Còn lại là Na2SO4. Dùng Na2SO4 vừa nhận biết cho vào 2 dung dịch bazơ. Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là Ba(OH)2. Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaOH Còn lại là KOH. b) Quá trình nhận biết được thực hiện qua bảng sau: Mẫu thử Ba(NO3)2 Na2S MgSO4 H2SO4 Th thử Quì tím Không hiện tượng Quỳ hóa xanh Không hiện tượng H2SO4 vừa nhận được ↓ Trắng Không hiện tượng Kết qủa ↓ Trắng Quỳ hóa xanh Không hiện tượng Qùy hóa đỏ Qùy hóa đỏ P.T.P.Ư: Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ trắng + 2 HNO3 Ví dụ 2: Chỉ dùng thêm H2O và khí CO2. Hãy nhận biết các chất rắn sau: NaCl, Na2CO3, Na2SO4, BaCO3, BaSO4. Giải: Cho mỗi chất một ít vào 5 ống nghiệm riêng biệt sau đó cho H2O vào: Nếu không tan là BaCO3, BaSO4. Tan, tạo dung dịch trong suốt là NaCl, Na2CO3, Na2SO4. Lấy 2 ống nghiệm không tan sục khí CO 2 vào.Ống nghiệm nào có hiện tượng kết tủa tan dần ra là BaCO3. BaCO3 ↓ + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 tan Còn lại là BaSO4. Lấy 3 dung dịch trong suốt sục khí CO2 vào. Ống nghiệm nào bị vẩn đục là Na2CO3. Na2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO3 (ít tan ) 12 Hai dung dịch còn lại là NaCl , Na2SO4 . - Dùng Ba(HCO3)2 vừa mới tạo thành cho vào hai dung dịch còn laị ở trên . Dung dịch nào có kết tủa trắng là Na2SO4. Còn lại là NaCl. Na2SO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4↓ + 2 NaHCO3 . Ví dụ 3: a) Chỉ dùng dd KMnO4 hãy nhận biết: C6H6; C6H5 –CH3; C6H5 –CH=CH2 b) Chỉ dùng H2SO4 có thể nhận biết được các chất nào trong các chất sau (chất lỏng hoặc dung dd trong suốt): C2H5OH; C6H5-CH3; C6H5- NH2; Na2CO3; Na2SO3; C6H5ONa; CH3COONa. Giải: a) Trích mỗi thứ một ít để làm mẫu thử Cho KMnO4 vào 3 mẫu thử và lắc đều lên + Chất nào làm nhạt màu tím ngay ở nhiệt độ thường là: C6H5-CH=CH2 KMnO O C6H5 - CH=CH2 + 5       C6H5-COOH + H2O +CO2 4 + Chất nào đun nóng mới làm mất màu là C6H5-CH3 KMnO , t O C6H5CH3 + 3       C6H5-COOH + H2O 4 o Còn lại là C6H6. b) Cho H2SO4 vào các mẫu thử trên. + Nếu tạo dung dịch đồng nhất là C2H5OH + Nếu không tan tạo dung dịch phân lớp là C6H5-CH3 + Đầu tiên không tan, sau tan dần tạo dd đồng nhất là C6H5-NH2(do tạo muối) C6H5NH2 + H2SO4 → C6H5NH3HSO4 + Nếu sủi bọt khí không màu , không mùi bay lên là:Na2CO3 Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O + Nếu có sủi bọt khí mùi sốc khó chịu bay ra là Na2SO3 Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O + Nếu tạo chất tan trong H2O, sau làm vẫn đục nước là: C6H5OH 2C6H5 ONa + H2SO4 → 2C6H5OH + Na2SO4 + Nếu có mùi dấm chua bay lên là CH3COONa o t 2CH3COONa+H2SO4   Na2SO4+2CH3COOH  DẠNG 4: Không dùng thêm thuốc thử. 13 Để nhận biết các chất mà không cần dùng thêm thuốc thử, ta lần lượt đổ chúng vào nhau và kết quả của những dấu hiệu được biểu diễn bằng một bảng.Từ những dấu hiệu được biểu thị trong bảng, ta đi đến kết luận từng chất trong hỗn hợp. Lưu ý : Đối với trường hợp này, ngoài những dấu hiệu trong bảng rồi đi đến nhận xét ta phải ghi phương trình phản ứng sau cùng. Nếu có hai chất có hiện tượng giống nhau thì ta cũng làm tương tự như dạng 3. Ví dụ 1: Không dùng thêm thuốc thử, hãy nhận biết các chất đựng trong lọ mất nhãn sau: NaHCO3, CaCl2, Na2CO3, Ca(HCO3)2. Giải: Quá trình nhận biết được biểu diễn dưới bảng Mẫu thử NaHCO3 CaCl2 Na2CO3 Ca(HCO3)2 Th thử NaHCO3 ///////////////// CaCl2 ////////////////// ↓ ↓ ////////////////// ↓ ↓ /////////////////// Na2CO3 Ca(HCO3)2 Kết quả Ko hiện tượng 1↓ 2↓ 1↓ Nhận xét: Đổ lần lượt các dung dich vào nhau. - Ống nghiệm nào không làm xảy ra hiện tượng gì là NaHCO3. - Ống nghiệm nào tạo 2 lần kết tủa với dung dịch khác là Na2CO3 - Đem đun nóng hai dung dich còn lại. Nếu dung dịch nào có kết tủa xuất hiện là Ca(HCO3)2. - Còn lại là CaCl2. P.T.P.Ư: o t Ca(HCO3)2   CaCO3 ↓ + CO2 + H2O Na2CO3 + Ca(HCO3)2 → 2 NaHCO3 Na2CO3 + + CaCO3↓ CaCl2 → CaCO3 ↓ + 2 NaCl Ví dụ 2: Không dùng thêm thuốc thử, hãy nhận biết các chất đựng trong lọ mất nhãn sau: MgCl2, NaOH, NH4Cl, BaCl2, H2SO4. Giải: Quá trình nhận biết được biểu diễn dưới bảng sau Mẫu thử Th thử MgCl2 NaOH NH4Cl 14 BaCl2 H2SO4 MgCl2 NaOH NH4Cl BaCl2 H2SO4 Kết quả ///////////// ↓ ↓ Trắng ////////////// ↑ mùi khai ↑ mùi khai //////////////// 1↓ 1↓ 1↑ /////////////// ↓ Trắng ↓ Trắng /////////////// 1↓ 1↓ 1↑ Nhận xét: Đổ lần lượt các dung dich vào nhau. - Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng đồng thời sủi bọt khí có mùi khai là NaOH . - Chất có 1 kết tủa là MgCl2. Chất có 1 khí mùi khai bay ra là NH4Cl . - Lọc thu kết tủa Mg(OH)2 tạo ra do (NaOH+MgCl2) vào 2 dung dịch còn lại. - Nếu dung dịch nào làm kết tủa tan ra là H2SO4. - Còn lại là BaCl2. P.T.P.Ư: 2 NaOH + MgCl2 → Mg(OH)2↓ + 2 NaCl . NaOH + NH4Cl → NaCl + NH3↑ + H2O Mg(OH)2↓ + H2SO4 → MgSO4 + 2 H2O BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2 HCl Ví dụ 3: Không dùng thêm thuốc thử hãy nhận biết các chất sau: NaHCO3, Na2CO3, BaCl2, Na3PO4, H2SO4. Giải: Quá trình nhận biết được biểu diễn dưới bảng sau: Mẫu thử NaHCO3 Na2CO3 BaCl2 Na3PO4 H2SO4 Th. thử NaHCO3 ////////////// Na2CO3 BaCl2 ↑ ////////////// ↓Trắng ↓Trắng ////////////// ↓Trắng ↓Trắng /////////////// Na3PO4 H2SO4 ↑ ↑ Kết quả 1↑ 1↑ 1↓ Nhận xét: - ↑ ↓Trắng 3↓ //////////////// 1↓ Đổ lần lượt các dung dịch vào nhau Chất nào tạo 1 lần ↑ là NaHCO3. 15 ↓ Trắng 2↑ 1↓ - Chất nào tạo 2 lần ↑ và 1 lần ↓ là H2SO4. - Chất nào tạo 1 lần ↑ và 1 lần ↓ là Na2CO3. - Chất nào tạo 3 lần ↓ là BaCl2. - Chất còn lại là Na3PO4. P.T.P.Ứ: 2 NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2 ↑ Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 ↑ Na2CO3 + BaCl2 → 2 NaCl + BaCO3↓ 2 Na3PO4 H2SO4 + 3 BaCl2 → 6 NaCl + Ba3(PO4)2↓ + BaCl2 → 2 HCl + BaSO4↓ Ví dụ 4: Không dùng thêm hóa chất khác , hãy nhận biết 6 bình chứa 6 dd: Ancol Etylic, Andehit formic, Glucozơ, Đồng Sunfat, Kali hidroxit, Glixerol. Giải: - Nhận biết được dung dịch CuSO4 có màu xanh. - Trích mỗi thứ một ít làm mẫu thử. Nhỏ dd CuSO4 vừa nhận được vào các mẫu thử. + Nếu xuất hiện kết tủa xanh là KOH 2KOH + CuSO4 → Cu(OH)2 ↓ + K2SO4 Lọc Cu(OH)2 ra và cho vào các mẫu thử còn lại, đồng thời đun nóng + Nếu chỉ tạo dd xanh lam trong suốt là: glyxerol + Nếu lúc đầu tạo dung dịch màu xanh lam trong suốt sau chuyển thành kết tủa đỏ gạch là C6H12O6 t C6H12O6 + 2Cu(OH)2 0 C6H12O7 + Cu2O↓ +2H2O → + Chỉ xuất hiện kết tủa đỏ gạch là HCHO HCHO+2Cu(OH)2 t 0 → CO2 + Cu2O↓ +3H2O + Còn lại là C2H5OH  DẠNG 5: Nhận biết các ion cùng tồn tại trong một dung dịch Trong thực tế có nhiều dung dịch chứa hổn hợp nhiều muối, muối và axít, muối và bazơ …. Nên trong dung dịch có nhiều cation và anion khác nhau nên phải tìm cách nhận từng ion đó có trong dung dịch. Nguyên tắc chung để tiến hành: Dùng những thuốc thử thích hợp để nhận biết từng ion có trong dung dịch. Trong trường hợp không làm như vậy được vì thuốc thử được chọn phản ứng đồng thời với 2 hay nhiều ion thì ta phải chuyển các ion đó về dưới dạng hợp chất cùng với thuốc thử mà chất có thể tách riêng ra khỏi dung dịch. Sau đó đem hoà tan rồi nhận biết tiếp. 16 Ví dụ 1: Làm thế nào để nhận dung dịch có mặt đồng thời các muối sau: Na2SO4 , Na2CO3 , NaNO3 Giải: Trong dung dịch này có: Cation Na+ và 3 Anion SO42- , NO3-, CO32- Dùng đũa Pt nhúng lần lượt vào các dd rồi đốt hổn hợp bằng ngọn lửa vô sắc. Nếu ngọn lửa nhuốm màu vàng, kết luận có ion Na+ - Lấy một ít dung dịch sau đó cho dd HCl vào Nếu có sủi bọt khí bay ra 2- chứng tỏ có (CO 3 ) � Na2CO3 - Cho dd HCl dư vào hổn hợp dung dịch và đun nóng cho khí CO 2 bay ra hết, rồi cho một ít bột Cu vào Nếu có sủi bọt khí không màu bay ra sau đó hoá nâu - chứng tỏ trong dung dịch có ( NO 3 ) � NaNO3 3Cu + 2NO3- + 8 H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu) - Cho dd HCl dư vào hổn hợp dung dịch và đun nóng cho khí CO2 bay ra hết , rồi cho một ít dd BaCl2 vào nếu có kết tủa trắng chứng tỏ có muối Na2SO4 BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl Ví dụ 2: Dung dịch A có chứa các ion: Al3+, NH4+, Mg2+, Cl-. Bằng những phản ứng hoá học nào có thể nhận các ion có trong dung dịch? Giải: Trong dung dịch này có: Anion Cl- và 3 Cation Al3+, NH4+, Mg2+ - Lấy một ít dd ban đầu rồi cho dd AgNO3 vào có kết tủa trắng kết luận có Cl - Cl- + Ag+ → AgCl - Lấy một ít dd ban đầu rồi cho dd NaOH dư vào rồi đun nhẹ nếu có khí mùi khai bay ra và có kết tủa trắng kết luận có NH4+ và Mg2+ NH4+ + OH- → NH3 + H2O Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 Al3+ + 4OH- → AlO2- +2H2O - Lọc bỏ kết tủa thu lấy dd nước lọc rồi cho từ từ dd HCl nếu có kết tủa keo trắng xuất hiện sau đó tan ra kết luận trong dd có Al3+ AlO2- + H+ + H2O → Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O - Chú ý: do Al(OH)3 tan hoàn toàn trong kiềm dư nên ta mới nhận biết 2+ được Mg 4. Bài tập đề nghị a. Tự luận Bài 1- Hãy nhận biết các chất sau bằng phương pháp hoá học. 17 a- andehit formic, glixerol, glucozơ, phenol, tinh bột, ancol metylic b- CH3COOH , CH2=CHCOOH , C2H5OH, C2H4(OH)2 , CH3-CHO c- Etanol, etanal, axit etanoic, propantriol (bằng 1 thuốc thử) Bài 2- Có 5 chất hữu cơ A, B, C, D, E chỉ chứa các nguyên tố C, H, O. Khối lượng phân tử đều bằng 74 đvc và đều không làm nhạt màu dung dịch Br2. Cho 5 chất đó tác dụng với Na , NaOH , ddAgNO3 / NH3 (phản ứng tráng gương) ta có kết quả sau: A B C D E Na + - + - + NaOH - - + + - Tráng gương - - - - + Xác định CTPT, viết tất cả CTCT có thể có của mỗi chất phù hợp với diều kiện đã cho (dấu + phản ứng , dấu – không phản ứng) Bài 3- a- Bốn chất hữu cơ A, B, C, D có CTPT C3H4O2 có các tính chất sau: - Đều phản ứng với H2 trong đó D, B với tỉ lệ 1:2 ; A ,E với tỉ lệ 1:1 ( về số mol) - Ba chất A, B, D có phản ứng tráng gương - B có thể điều chế bằng cách oxyhoá propan-1,3-điol Viết CTCT A, B, D, E và các phương trình phản ứng b-Hợp chất A có CTPT C3H6O2. Để tìm hiểu CTCT người ta làm các thí nghiệm sau: - Cho tác dụng với Na có H2 thoát ra - Cho tác dụng với dd AgNO3 /NH3 có kết tủa Ag - Cho tác dụng với H2 có Ni xúc tác, được một chất có khả năng hòa tan Cu(OH)2 Lập luận để viết CTCT và viết phương trình phản ứng xảy ra Bài 4-a- Được dùng thêm 1 thuốc thử hãy tìm cách nhận biết các dung dịch mất nhãn sau: - NH4HSO4 , Ba(OH)2 , BaCl2 , HCl , NaCl , H2SO4 - NH4Cl ; (NH4)2SO4 ; NaNO3 ; MgCl2 ; FeCl3 ;FeCl2 ; Al(NO3)3 b-NaHSO4 , KHCO3 , Mg(HCO3)2 , Na2SO3 , Ba(HCO3)2 (chỉ được dùng thêm cách đun nóng) 18