có ba ống nghiệm đựng các dung dịch; Ba(NO3)2; KOH; HCI. Nhận biết các dung dịch…
Chúng ta sẽ giải quyết bài toán này bằng phương pháp sử dụng thuốc thử. Yêu cầu đề bài là chúng ta chỉ được dùng các thuốc thử thông thường và không được nhầm lẫn giữa các dung dịch.
Để nhận biết ba dung dịch này, chúng ta cần tìm một thuốc thử có thể tạo ra những phản ứng khác nhau với từng dung dịch.
Các em hãy nhớ lại tính chất hóa học của các chất này:
* Ba(NO3)2: Là một dung dịch muối tan.
* KOH: Là một dung dịch bazơ mạnh, tan.
* HCl: Là một dung dịch axit mạnh.
Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt xét các khả năng sử dụng thuốc thử.
Bước 1: Chọn thuốc thử để thử.
Chúng ta có thể thử lần lượt từng dung dịch với một thuốc thử chung.
Trong trường hợp này, một thuốc thử có thể tạo ra kết tủa hoặc khí với một trong ba dung dịch sẽ rất hữu ích.
Hãy nghĩ xem, dung dịch nào có thể tác dụng với axit, bazơ hoặc muối để tạo ra những dấu hiệu nhận biết đặc trưng.
* Nếu cho quỳ tím vào: Quỳ tím sẽ hóa đỏ với HCl, hóa xanh với KOH, và không đổi màu với Ba(NO3)2. Tuy nhiên, đề bài không cho phép chúng ta sử dụng quỳ tím hay dung dịch phenolphthalein mà yêu cầu chúng ta nhận biết dựa trên các phản ứng hóa học.
* Xét phản ứng với dung dịch muối, bazơ.
Cô gợi ý chúng ta sẽ dùng một trong hai dung dịch còn lại làm thuốc thử để nhận biết dung dịch còn lại, hoặc tìm một thuốc thử bên ngoài có thể phân biệt.
Hãy thử dùng dung dịch KOH làm thuốc thử.
Chúng ta sẽ lần lượt cho dung dịch KOH vào ba ống nghiệm đã được đánh số thứ tự (ví dụ 1, 2, 3).
Bước 2: Thực hiện thí nghiệm và quan sát hiện tượng.
* Ống nghiệm 1: Cho dung dịch KOH vào. Quan sát xem có hiện tượng gì xảy ra không.
* Ống nghiệm 2: Cho dung dịch KOH vào. Quan sát xem có hiện tượng gì xảy ra không.
* Ống nghiệm 3: Cho dung dịch KOH vào. Quan sát xem có hiện tượng gì xảy ra không.
Bây giờ, chúng ta cần dự đoán các phản ứng có thể xảy ra:
* Dung dịch KOH tác dụng với Ba(NO3)2: KOH là một bazơ, Ba(NO3)2 là một muối. Phản ứng giữa bazơ và muối có thể xảy ra nếu tạo thành một chất kết tủa hoặc một chất khí.
Phương trình phản ứng có thể có:
2KOH + Ba(NO3)2 → Ba(OH)2↓ + 2KNO3
Trong phản ứng này, Barium hydroxit (Ba(OH)2) là một chất kết tủa màu trắng. Như vậy, nếu có kết tủa trắng xuất hiện, đó chính là dung dịch Ba(NO3)2.
* Dung dịch KOH tác dụng với HCl: KOH là một bazơ, HCl là một axit. Phản ứng giữa axit và bazơ là phản ứng trung hòa.
Phương trình phản ứng:
KOH + HCl → KCl + H2O
Phản ứng này không tạo ra kết tủa, không tạo khí, không đổi màu dung dịch. Vậy là chúng ta không nhận biết được ngay ống nghiệm này nếu chỉ cho KOH vào.
* Dung dịch KOH không tác dụng với dung dịch KOH: Nếu chúng ta cho dung dịch KOH vào chính nó, sẽ không có phản ứng hóa học nào xảy ra.
Vậy là, khi dùng KOH làm thuốc thử, chúng ta đã nhận biết được một ống nghiệm chứa dung dịch Ba(NO3)2 (do có kết tủa trắng).
Bây giờ chúng ta còn hai ống nghiệm chưa được nhận biết. Một ống chứa KOH và một ống chứa HCl.
Bước 3: Tiếp tục nhận biết hai dung dịch còn lại.
Chúng ta đã biết một ống là Ba(NO3)2. Giả sử đó là ống số 1.
Còn lại ống số 2 và ống số 3. Chúng ta biết một trong hai ống này chứa KOH và ống còn lại chứa HCl.
Chúng ta có thể dùng một trong hai dung dịch còn lại để nhận biết dung dịch kia.
Hãy thử dùng dung dịch HCl làm thuốc thử cho hai ống nghiệm còn lại.
* Ống nghiệm 2 (chứa KOH): Cho dung dịch HCl vào.
Phản ứng: KOH + HCl → KCl + H2O (Phản ứng trung hòa, không có hiện tượng gì đặc biệt).
* Ống nghiệm 3 (chứa HCl): Cho dung dịch HCl vào.
Phản ứng: HCl + HCl (trong trường hợp này, chúng ta có thể coi là thêm dung dịch axit vào dung dịch axit, không có phản ứng hóa học mới tạo ra dấu hiệu nhận biết).
Như vậy, dùng HCl cũng không giúp chúng ta phân biệt được hai dung dịch KOH và HCl.
Bây giờ, chúng ta cần một cách khác để phân biệt KOH và HCl sau khi đã nhận biết được Ba(NO3)2.
Quay lại với dung dịch Ba(NO3)2 mà chúng ta đã nhận biết ở bước 2.
Chúng ta có thể dùng chính dung dịch Ba(NO3)2 để nhận biết hai dung dịch còn lại là KOH và HCl.
* Ống nghiệm chứa KOH: Cho dung dịch Ba(NO3)2 vào.
Phản ứng: Ba(NO3)2 + 2KOH → Ba(OH)2↓ + 2KNO3
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa trắng. Vậy ống nghiệm này chứa dung dịch KOH.
* Ống nghiệm chứa HCl: Cho dung dịch Ba(NO3)2 vào.
Phản ứng: Ba(NO3)2 + HCl → Không có phản ứng hóa học xảy ra vì không tạo thành kết tủa, khí hoặc chất điện li yếu.
Hiện tượng: Không có hiện tượng gì xảy ra. Vậy ống nghiệm này chứa dung dịch HCl.
Như vậy, chúng ta đã nhận biết được cả ba dung dịch.
Tóm tắt lại cách làm và các phương trình hóa học:
Giả sử ta đánh số thứ tự cho ba ống nghiệm: Ống 1, Ống 2, Ống 3.
Cách 1: Dùng dung dịch KOH làm thuốc thử ban đầu.
1. Lấy một ít dung dịch từ mỗi ống nghiệm cho vào ba ống nghiệm riêng biệt.
2. Nhỏ dung dịch KOH vào từng ống nghiệm trên.
* Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng, đó là dung dịch Ba(NO3)2.
Phương trình hóa học:
2KOH + Ba(NO3)2 → Ba(OH)2↓ + 2KNO3
* Hai ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì khi cho KOH vào. Một trong hai ống này chứa KOH, ống còn lại chứa HCl.
3. Tiếp theo, ta dùng dung dịch Ba(NO3)2 (đã nhận biết được) để nhận biết hai dung dịch còn lại. Lấy một ít dung dịch từ hai ống nghiệm chưa rõ nhãn cho vào hai ống nghiệm mới.
* Nhỏ dung dịch Ba(NO3)2 vào một trong hai ống nghiệm. Nếu xuất hiện kết tủa trắng, thì dung dịch đó là KOH.
Phương trình hóa học:
Ba(NO3)2 + 2KOH → Ba(OH)2↓ + 2KNO3
* Nhỏ dung dịch Ba(NO3)2 vào ống nghiệm còn lại. Nếu không có hiện tượng gì, thì dung dịch đó là HCl.
Cách 2: Dùng dung dịch HCl làm thuốc thử ban đầu.
1. Lấy một ít dung dịch từ mỗi ống nghiệm cho vào ba ống nghiệm riêng biệt.
2. Nhỏ dung dịch HCl vào từng ống nghiệm trên.
* Ống nghiệm nào có khí bay lên, đó là dung dịch KOH. Phản ứng có thể xảy ra nếu KOH tác dụng với một chất nào đó tạo khí. Tuy nhiên, HCl không phản ứng với KOH tạo khí.
* Hãy xem xét lại. HCl là axit mạnh. Nó sẽ phản ứng với bazơ.
* Nếu ta nhỏ HCl vào dung dịch KOH:
KOH + HCl → KCl + H2O (Không có hiện tượng khí).
* Nếu ta nhỏ HCl vào dung dịch Ba(NO3)2:
Ba(NO3)2 + HCl → Không có phản ứng.
Như vậy, dùng HCl làm thuốc thử ban đầu có vẻ không hiệu quả lắm để tạo ra dấu hiệu rõ ràng ngay từ đầu.
Quay lại với Cách 1 là cách làm hiệu quả và hợp lý nhất theo chương trình lớp 9.
Chúng ta sẽ chốt lại cách làm như sau:
Bước 1: Nhận biết dung dịch Ba(NO3)2
* Lấy mẫu thử của ba dung dịch.
* Dùng dung dịch KOH làm thuốc thử.
* Cho dung dịch KOH vào từng mẫu thử:
* Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng, đó là dung dịch Ba(NO3)2.
Phương trình hóa học:
2KOH(dd) + Ba(NO3)2(dd) → Ba(OH)2(r)↓ + 2KNO3(dd)
Bước 2: Nhận biết hai dung dịch còn lại (KOH và HCl)
* Chúng ta đã xác định được dung dịch Ba(NO3)2.
* Lấy dung dịch Ba(NO3)2 vừa nhận biết được làm thuốc thử.
* Cho dung dịch Ba(NO3)2 vào hai mẫu thử còn lại:
* Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng, đó là dung dịch KOH.
Phương trình hóa học:
Ba(NO3)2(dd) + 2KOH(dd) → Ba(OH)2(r)↓ + 2KNO3(dd)
* Ống nghiệm nào không có hiện tượng gì, đó là dung dịch HCl.
Kết luận:
* Dung dịch Ba(NO3)2 nhận biết được bằng cách cho dung dịch KOH vào thấy có kết tủa trắng.
* Dung dịch KOH nhận biết được bằng cách cho dung dịch Ba(NO3)2 vào thấy có kết tủa trắng.
* Dung dịch HCl là dung dịch còn lại, không phản ứng với KOH và Ba(NO3)2 để tạo kết tủa hay khí.
Chúc các em học tốt môn Hóa học!
\(\text(Đáp án+Giải thích các bước giải:)\)
\(\\\) \(\text(-Trích mẫu thuốc thử.)\)
\(\\\) \(\text(-Nhỏ 3 dung dịch vào dấy quỳ tím:)\)
\(\\\) \(\text(+Nhóm là quỳ tím chuyển sang mà đỏ:)\) \(HCl\)
\(\\\) \(\text(+Nhóm làm quỳ tím chuyển sang màu xanh:)\) \(KOH\)
\(\\\) \(\text(+Nhóm làm quỳ tím không chuyển màu:)\) \(Ba(NO_3)_2\)
\(-\) Trích mẫu thử các dung dịch trên
\(+\) Cho quỳ tím vào từng mẫu thử
\(@\) Mẫu thử \(->\) quỳ hóa xanh: \(KOH\)
\(@\) Mẫu thử \(->\) quỳ hóa đỏ: \(HCl\)
\(@\) Mẫu thử \(->\) quỳ hóa tím: \(Ba(NO_3)_2\)
\(->\) Không có PTHH
#BHuy2k9