Tài liệu Hóa học 12 - Phương pháp nhận biết các chất

Nhận biết các chất
Dùng các PTHH đặc trưng để nhận biết các chất, căn cứ vào các hiện tượng hòa tan, kết tủa, mất màu, tạo màu hay đổi màu, mùi đặc trưng của NH3 (khai), SO2 (xốc),H2S (mùi trứng thối) để nhận biết các chất. Đọc kỹ đề bài, để không nhầm lẫn giữa nhận biết và phân biệt các chất. Ví dụ: Để phan biệt các chất A, B, C, D thì ta chỉ cần nhận biết các chất A, B, C, chất còn lại phải là D, nhưng khi đề bài yêu cầu nhận biết các chất A, B, C,D thì ta cần nhận biết từng chất một. Tất cả các chất dùng để nhận biết các chất theo yêu cầu của bài được coi như là thuốc thử, chất xúc tác không được tính là thuốc thử.
Các bước nhận biết các chất
Bước 1: Lấy mẫu thử
Bước 2: Chọn thuốc thử theo yêu cầu của đề bài (Thuốc thử tùy chọn, thuốc thử quy định, không dùng thêm thuốc thử bên ngoài).
Bước 3: Cho thuốc thử vào mẩu thử, dự đoán các hiện tượng
Bước 4: Viết PTHH minh họa.
Các dạng nhận biết
Nhận biết riêng lẻ và nhận biết hổn hợp
Nhận biết riêng lẻ: Mỗi mẫu thử chỉ có một chất
Nhận biết hổn hợp: Mẫu thử có từ hai chất trở lên.
Khi mẫu thử ở dạng dung dịch ta nhận biết qua các dấu hiệu tạo ra các PƯHH tạo nên các thành phần của mẫu thử.
Khi mẫu thử ở dạng rắn ta nên dùng chất thích hợp để hòa tan mẫu thử
Khi mẫu thử là chất khí (oxit axit hoặc các chất khử hay oxi hóa khác) ta dùng dung dịch kiềm hoặc các chất khử hay oxi hóa để nhận biết
Nhận biết với thuốc thử hạn chế
Dùng đúng lượng thuốc thử đã cho có thể nhận biết được một, vài hoặc tất cả mãu thử. Trường hợp, sử dụng hết lượng thuốc thử đã cho mà chưa nhận biết được hết mẫu thử, ta có thể lợi dụng các tính chất của các mẫu đã nhận biết để nhận biết các mẫu thử còn lại.
Nhận biết các chất mà không dùng thêm thuốc thử ngoài
Ta lần lượt cho các mẫu thử tác dụng với nhau, lập bảng tổng kết và thống kê kết quả thu được, từ đó rút ra kết luận.
Các nhóm mẫu thử
Amoni và muối của kim loại
+ Nhóm 1: 
Muối của kim loại kiềm
Nhận biết qua màu ngọn lửa, khi nhúng dung dịch muối của kim loại cần nhận biết lên đầu dây Pt sạch và đốt trên ngọn lửa đèn khí sẽ có hiện tượng sau :
Muối của Na: Ngọn lửa màu vàng
Muối của K: Ngọn lửa màu tím
Muối của Li: Ngọn lửa màu đỏ
+ Nhóm 2:
Dung dịch muối Amoni sẽ giải phóng NH3 mùi khai khi cho tác dụng với NaOH và đun nóng nhẹ
Dung dịch muối của bạc sẽ kết tủa AgCl khi cho muối này tác dụng với dung dịch thuốc thử có gốc clorua
Nhóm 3: Dung dịch muối của Cu màu xanh dương, tạo kết tủa xanh lục khi tác dụng với dung dịch kiềm
Nhóm 4: Dung dịch muối của kim loại lưỡng tính (Al, Zn, Cr,Be,Sn,Pb,Ln,Ga.)
Tạo được kết tủa khi tác dụng với dung dịch kiềm, kết tủa này tan trong dung dịch kiềm dư
Nhóm 5: Dung dịch muối của Ca, Mg
Tạo được kết tủa trong dung dịch bazơ [Ca(OH)2 ít tan]
Nhóm 6: Dung dịch muối của sắt
Tạo được kết tủa đặc trưng khi tác dụng với dung dịch Bazơ: Fe(OH)2 màu trắng xanh, Fe(OH)3 màu đỏ nâu.
Lưu ý: Dung dịch muối của Ca và Sr sẽ tạo hiđroxit ít tan khi tác dụng với dung dịch kiềm
Các gốc axit
Nhóm 1: Gốc của axit yếu và muối trung bình
Thường tạo khí khi tác dụng với axit mạnh: CO3 hoặc HCO3 tạo khí CO2; HSO3 hoặc SO3 tạo khí SO2.
Đối với gốc HPO4, H2PO4, PO4 tạo được kết tủa màu vàng khi cho tác dụng với dung dịch muối của Ag
+ Nhóm 2: Các gốc của axit mạnh
Phân nhóm 1: Gốc của axit có Oxi
HSO4, SO4 thường dùng dung dịch muối của Ba để tạo kết tủa trắng
NO3 thường cho mẫu thử này tác dụng với kim loại Cu có đun nhẹ, sinh chất khí, khí này hóa nâu trong không khí.
Phân nhóm 2: Gốc axit không có Oxi
Cho mẫu thử này tác dụng với dung dịch muối của Ag sẽ tạo kết tủa có màu đặc trưng: AgCl màu trắng, từ từ hóa đen ngoài ánh sáng: AgBr kết tủa vàng, hóa đen nhanh ngoài ánh sáng.
Vậy dung dịch muối của kim loại trung bình thường tạo kết tủa khi tác dụng với dung dịch kiềm, dung dịch muối của các gốc axit yếu thường được nhận biết bằng cách cho tác dụng với dung dịch axit mạnh để tạo khí hoặc kết tủa.
Cr(OH)2 : Vàng
Cr(OH)3 : Xanh
K2Cr2O7: đỏ da cam
KmnO4: tím
CrO3: rắn, đỏ thẫm
Zn: trắng xanh
Zn(OH)2: trắng
Hg: lỏng, trắng bạc
HgO: màu vàng hoặc đỏ
Mn: trắng bạc
MnO: lục nhạt
MnS: hồng nhạt
MnO2: đen
H2S: khí không màu, có mùi trứng thối
SO2: khí không màu, có mùi xốc
SO3: lỏng không màu
Br: lỏng, nâu đỏ
HgI2 : đỏ
CuS, NiS, FeS,PbS,: đen
C: rắn, đen
S: rắn vàng
P: rắn, trắng, đỏ , đen
Fe: trắng
FeO: rắn, đen
Fe3O4: rắn, đen
F2O3: màu nâu đỏ
Fe(OH)2: rắn, màu trắng xanh
Fe(OH)3: rắn, nâu đỏ
AL(OH)3: màu trắng, dạng keo tan trong NaOH
Zn(OH)2: màu trắng, tan trong NaOH
Mg(OH)2: màu trắng
Cu: rắn, đỏ
Cu(OH)2 : xanh lam
CuCl, Cu(NO)3, CuSO4.5H2O : xanh
CuSO4: khan, màu trắng
FCl3: vàng
CrO: rắn, đen
Cr2O3 : rắn, xanh thẵm
BaSO4 : trắng, không tan trong axit.
BaCO3, CaCO3 : trắng
Chất cần nhận biết
Thuốc thử
Hiện tượng
Axit
Quì tím
Quì tím hóa đỏ
Dd kiềm
Quì tím
Quì tím hóa xanh
Dd Phenolphtalein không màu
Phenolphtalein đỏ hồng
-Cl
Dd AgNO3
AgCl ↓ trắng, hóa đen ngoài không khí
-Br
//
AgBr↓ vàng nhạt
-I
//
AgI↓ vàng sậm
Hồ tinh bột
Xanh tím
=PO4
AgNO3
Ag3PO4 ↓vàng (tan trong dd HNO3)
=S
Pb(NO3)2 hoặc Cu(NO3)2
PbS↓ hoặc CuS ↓đen
=SO4
Dd BaCl2
BaSO4 ↓ trắng
=SO3
Dd Axit mạnh (HCl)
SO2 ↑mùi hắc, làm đục nước vôi trong
-HSO3
//
//
=CO3
//
CO2 ↑làm đục nước vôi trong
-HCO3 
//
//
=SiO3
//
H2SiO3 ↓ keo trắng
-NO3
H2SO4đặc, nóng + Vụn Cu
Dd màu xanh lam, NO2 ↑nâu đỏ
-ClO3
Nung có xúc tác MnO2
O2 ↑, làm cháy tàn đóm đỏ
-NH4
Dd NaOH
NH3 ↑, có mùi khai
Al(III)
//
Al(OH)3 ↓ keo trắng, tan trong kiềm dư
Fe(II)
//
Fe(OH)2 ↓ trắng xanh, hóa nâu ngoài không khí
Fe(III)
//
Fe(OH)3 ↓ đỏ nâu
Mg(II)
//
Mg(OH)2 ↓ trắng
Cu(II)
//
Cu(OH)2 ↓ xanh lam
Cr(III)
//
Cr(OH)3 ↓ xanh da trời, tan trong kiềm dư
Co(II)
//
Co(OH)2 ↓ hồng
Ni(II)
//
Ni(OH)2 ↓ màu lục sáng (xanh lục)
Pb(II)
Na2S hoặc K2S
PbS ↓ đen
Na
Đốt
Ngọn lửa màu vàng
K
//
Ngọn lửa tím hồng
Ca
//
Ngọn lửa đỏ da cam
H2
//
Ngọn lửa xanh nhạt, nổ nhỏ, tạo H2O
Cl2
Nước Brôm (màu nâu)
Nước Brom mất màu
NH3(khai)
Quì tím ẩm
Quì tím hóa xanh
H2S
Pb(NO3)2 hoặc Cu(NO3)2
(H2S có mùi trứng thối) PbS↓ hoặc CuS ↓đen
SO2
Dd Brom, thuốc tím
Nhạt màu
CO2
Nước vôi trong
Vẩn đục (CaCO3↓)
CO
CuO (đen), t0
Cu (đỏ)
NO2
Quì tím ẩm
Quì tím hóa đỏ
=Cr2O7
Màu da cam
=MnO4
Màu Hồng tím
Cr2O4
Vàng tươi