Chào các em, thầy rất vui khi được đồng hành cùng các em trong buổi học hôm nay. Đây là một câu hỏi nhận biết rất hay, giúp chúng ta củng cố kiến thức về tính chất hóa học của các hợp chất vô cơ, đặc biệt là bazơ. Chúng ta hãy cùng nhau phân tích và giải quyết bài tập này nhé!

Trước hết, chúng ta cần nhớ lại nguyên tắc chung khi làm bài tập nhận biết: dùng một thuốc thử tạo ra hai hiện tượng quan sát được khác nhau (như tạo kết tủa, sủi bọt khí, đổi màu…) với các chất cần nhận biết.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào phân tích từng bước.

Lời giải chi tiết

Bước 1: Phân tích các chất cần nhận biết

• Dung dịch 1: Natri hiđroxit (NaOH) – một bazơ tan, mạnh.
• Dung dịch 2: Canxi hiđroxit (Ca(OH)₂) – một bazơ, ít tan (nhưng dung dịch của nó vẫn là một dung dịch bazơ, thường gọi là nước vôi trong).

Cả hai đều là dung dịch bazơ nên sẽ có một số tính chất hóa học chung (ví dụ: làm quỳ tím hóa xanh, phản ứng với axit). Do đó, để phân biệt chúng, ta cần tìm một phản ứng mà gốc kim loại Na⁺ và Ca²⁺ cho kết quả khác nhau.

Bước 2: Xét các thuốc thử được đề xuất

Chúng ta sẽ phân tích phản ứng của NaOH và Ca(OH)₂ với từng hóa chất trong các đáp án A, B, C, D.

• Với A: Al₂O₃ (Nhôm oxit)
  Al₂O₃ là một oxit lưỡng tính, có khả năng tác dụng với cả hai dung dịch kiềm mạnh.
  Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O
  Al₂O₃ + Ca(OH)₂ → Ca(AlO₂)₂ + H₂O
  Hiện tượng: Chất rắn Al₂O₃ tan trong cả hai dung dịch.
  Kết luận: Không tạo ra hiện tượng khác biệt. Loại A.
• Với B: BaCl₂ (Bari clorua)
  Đây là phản ứng trao đổi giữa muối và bazơ. Điều kiện để phản ứng xảy ra là sản phẩm phải có chất kết tủa hoặc bay hơi.
  BaCl₂ + 2NaOH → Ba(OH)₂ + 2NaCl
  (Các chất sản phẩm đều tan)
  BaCl₂ + Ca(OH)₂ → Ba(OH)₂ + CaCl₂
  (Các chất sản phẩm đều tan)
  Hiện tượng: Không có hiện tượng gì xảy ra ở cả hai ống nghiệm.
  Kết luận: Không thể dùng để phân biệt. Loại B.
• Với C: HCl (Axit clohiđric)
  Đây là phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ. Cả hai bazơ đều phản ứng với HCl.
  HCl + NaOH → NaCl + H₂O
  2HCl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2H₂O
  Hiện tượng: Cả hai phản ứng đều tỏa nhiệt nhưng không tạo ra hiện tượng có thể quan sát rõ ràng bằng mắt thường (không kết tủa, không có khí).
  Kết luận: Không thể dùng để phân biệt. Loại C.
• Với D: CO₂ (Cacbon đioxit)
  CO₂ là một oxit axit, sẽ phản ứng với dung dịch bazơ. Đây chính là chìa khóa của bài toán!
  – Khi sục khí CO₂ vào dung dịch NaOH:
  CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O
  Muối natri cacbonat (Na₂CO₃) tạo thành là muối tan.
  
  Hiện tượng: Dung dịch không đổi màu, vẫn trong suốt.

  – Khi sục khí CO₂ vào dung dịch Ca(OH)₂:
  CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
  Muối canxi cacbonat (CaCO₃) tạo thành là chất rắn không tan, có màu trắng.
  Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa trắng, làm vẩn đục dung dịch.

  Kết luận: CO₂ tạo ra hai hiện tượng hoàn toàn khác nhau, giúp ta nhận biết được hai dung dịch. Chọn D.

Bước 3: Tổng kết

• Lấy mẫu thử của hai dung dịch vào 2 ống nghiệm riêng biệt.
• Sục từ từ khí CO₂ vào cả hai ống nghiệm.
• Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là ống chứa dung dịch Ca(OH)₂.
• Ống nghiệm nào không có hiện tượng gì là ống chứa dung dịch NaOH.

Vậy, hóa chất có thể dùng để nhận biết 2 dung dịch trên là CO₂.

Đáp án đúng là D.

Đây là một phương pháp nhận biết kinh điển dựa vào tính chất đặc trưng của Ca(OH)₂ (nước vôi trong) khi phản ứng với CO₂. Các em hãy ghi nhớ phản ứng này vì nó rất quan trọng và thường gặp trong các bài kiểm tra. Chúc các em học tập tốt