Giáo án Nhận biết một số ion trong dung dịch – Hóa 12 bài 40 – GV.Ng Thế Vinh

HÓA HỌC 12 NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION TRONG DUNG DỊCH I. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC (Tùy theo điều kiện của trường và của mỗi giáo viên) 1. Hóa chất: - Dung dịch: NaOH, Ca(OH)2, NH3, muối nhôm, muối sắt (II), muối sắt (III), muối amoni, muối bari, muối nitrat, muối cacbonat, muối photphat, muối sunfit, muối hiđrophotphat, muối clorua, AgNO3, HNO3, HCl, H2SO4 loãng,... - Vụn (hoặc bột) Cu - Giấy pH 2. Dụng cụ thí nghiệm: - Ống nghiệm, đèn cồn, giá để ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt (nếu các lọ đựng dung dịch không có loại nắp kèm ống nhỏ giọt), kẹp kim loại, ống dẫn khí. II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (Tùy theo điều kiện cụ thể của GV và trình độ của HS) - Học sinh thảo luận tổ nhóm. - Nêu vấn đề - đàm thoại. IV. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG I. Nguyên tắc nhận biết một ion trong dung dịch Để nhận biết một ion trong dung dịch người ta thêm vào dung dịch đó một thuốc thử tạo với ion đó một sản phẩm đặc trưng như một kết tủa, một hợp chất có màu hoặc một chất khí khó tan sủi bọt khi bay khỏi dung dịch. CÁC HOẠT ĐỘNG * Hoạt động 1: I. Nguyên tắc nhận biết một ion trong dung dịch - HS đọc kĩ phần nguyên tắc, sau đó nhớ lại những kiến thức đã học ở các lớp dưới như: + L10: rót dung dịch HCl vào dung dịch AgNO3 thấy xuất hiện kết tủa trắng, kết tủa này không tan trong dung dịch HNO3. + L11: rót dung dịch NaOH vào dung dịch NH4Cl rồi đun nóng nhẹ, ngửi thấy khí mùi khai thoát ra.  từ đó các em sẽ nhận biết được nguyên tắc nhận biết một ion trong dung dịch. II. Nhận biết một số cation trong II. Nhận biết một số cation HÓA HỌC 12 dung dịch 1. Nhận biết cation Na+ Hầu hết các hợp chất của natri tan nhiều trong nước và không có màu, nên không thể dùng phản ứng hoá học để nhận biết ion Na+ mà dùng phương pháp vật lí thử màu ngọn lửa như sau: Đặt một ít muối natri dưới dạng dung dịch hoặc muối rắn lên một dây platin hình khuyên gắn với một đũa thuỷ tinh nhỏ (dùng làm cán) rồi đưa đầu dây hình khuyên đó vào ngọn lửa đèn khí không màu thì thấy ngọn lửa nhuộm màu vàng tươi. Tuy nhiên, trong không khí của phòng thí nghiệm có nhiều bụi, trong bụi nhiều khi có lượng vết muối natri nên ta thấy ngọn lửa có màu vàng. Vì vậy, khi tiến hành thử ta nhúng dây platin nhiều lần vào dung dịch HCl sạch và chỉ kết luận sự có mặt ion Na+ khi ngọn lửa có màu vàng tươi. 2. Nhận biết cation NH+ Thêm lượng dư dung dịch kiềm NaOH hoặc KOH vào dung dịch chứa ion amoni NH+ rồi đun nóng nhẹ, khí NH3 mùi khai sẽ được giải phóng: NH+ + OH–  NH3 + H2O Ta nhận ra khí đó bằng mùi khai của nó hoặc sự đổi màu của mẩu giấy quỳ tím tẩm ướt bằng nước cất (màu tím đổi sang màu xanh). 3. Nhận biết cation Ba2+ Để nhận biết cation Ba2+ và tách nó khỏi dung dịch người ta dùng dung dịch H2SO4 loãng, thuốc thử này tạo với ion Ba2+ kết tủa màu trắng không tan trong thuốc thử dư: trong dung dịch * Hoạt động 2: 1. Nhận biết cation Na+ - HS đọc SGK. - Nếu có điều kiện: cho HS coi phim. - Nếu không có điều kiện: GV diễn giải thêm (vì ở trường phổ thông không có đèn khí không màu và không có dây platin). * Hoạt động 3: 2. Nhận biết cation NH+ Do đã ôn ở phần trên nên HS chỉ cần nhắc nhanh lại kiến thức này. HS làm thí nghiệm. GV nhắc: giấy quỳ tím ẩm khí NH3 giấy quỳ tím ẩm hóa xanh (giấy pH màu vàng ẩm) (giấy pH màu vàng ẩm hóa xanh) * Hoạt động 4: 3. Nhận biết cation Ba2+ HS đọc SGK. HS làm thí nghiệm. - GV nhắc: BaSO4 không tan trong dung dịch HNO3. HÓA HỌC 12 Ba2+ + SO2-  BaSO4  4. Nhận biết cation Al3+ Đặc tính của cation này là tạo ra hiđroxit lưỡng tính. Vì vậy, khi thêm từ từ các dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+, đầu tiên hiđroxit Al(OH)3 kết tủa sau đó kết tủa này tan trong thuốc thử dư : Al3+ + 3OH–  Al(OH)3 Al(OH)3 + OH–  AlO2 + H2O 5. Nhận biết các cation Fe2+ và Fe3+ a) Nhận biết cation Fe3+ Thêm dung dịch kiềm NaOH, KOH hoặc dung dịch NH3 vào dung dịch Fe3+, kết tủa Fe(OH)3 màu nâu đỏ sẽ tạo thành: Fe3+ + 3 OH–  Fe(OH)3 Màu nâu đỏ b) Nhận biết cation Fe2+ - Thêm các dung dịch kiềm (OH–) hoặc dung dịch NH3 vào dung dịch Fe2+ thì kết tủa có màu trắng hơi xanh Fe(OH)2 sẽ tạo thành. Ngay sau đó trong dung dịch kết tủa này tiếp xúc với oxi không khí và bị oxi hoá thành Fe(OH) : 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 - Vì vậy, kết tủa đang từ màu trắng hơi xanh, chuyển dần sang màu vàng rồi cuối cùng thành màu nâu đỏ. 6) Nhận biết cation Cu2+ Thuốc thử đặc trưng của cation Cu2+ là dung dịch NH3. Dung dịch thuốc thử đó đầu tiên tạo với ion Cu2+ kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lục, sau đó bị kết tủa này hoà tan trong thuốc thử dư tạo thành ion phức [Cu(NH3)4]2+ có màu * Hoạt động 5: 4. Nhận biết cation Al3+ - HS đọc SGK. - Những kiến thức này HS mới học ở chương 6 nên GV có thể kiểm tra trước khi HS làm thí nghiệm. - HS làm thí nghiệm. Rót dung dịch NaOH vào Al(OH)3. - GV nhấn mạnh: Al(OH)3 chỉ tan trong dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ba(OH)2 ... * Hoạt động 6: 5. Nhận biết các cation Fe2+ và Fe3+ HS đọc SGK rồi làm thí nghiệm. Những kiến thức này HS mới học ở chương 7 nên GV có thể kiểm tra trước khi HS làm thí nghiệm. * Hoạt động 7: 6) Nhận biết cation Cu2+ - HS làm thí nghiệm. - Những kiến thức này HS mới học ở chương 7 nên GV có thể kiểm tra trước khi HS làm thí nghiệm. HÓA HỌC 12 xanh lam đậm rất đặc trưng: Cu2+ +2NH3 +2H2O Cu(OH)2 + NH4 Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4]2+ + 2OH Màu xanh lam đậm III. Nhận biết một số anion trong dung dịch 1. Nhận biết anion NH- Nếu trong dung dịch không có anion có khả năng oxi hoá mạnh thì có thể dùng bột Cu hoặc một vài mẩu lá Cu mỏng vào môi trường axit của axit sunfuric loãng để nhận biết anion NH- : 3Cu + 2NO- + 8H+  3Cu2+ + 2NO+ 4H2O Bột Cu tan ra tạo thành dung dịch màu xanh lam, khí NO không màu bay lên gặp khí oxi của không khí, tạo thành khí NO2 có màu nâu đỏ đặc trưng : 2NO + O2  2NO2 Màu nâu đỏ 2. Nhận biết anion SO2- Thuốc thử đặc trưng và khá chọn lọc cho anion SO2- là dung dịch BaCl2 trong môi trường axit loãng dư (các dung dịch HCl hoặc HNO loãng): Ba2+ + SO2-  BaSO4 Môi trường axit dư là cần thiết, vì một loạt anion như CO2- , PO3- , SO2-,HPO2- cũng cho kết tủa trắng với ion Ba2+, nhưng các kết tủa đó đều tan trong các dung dịch HCl hoặc HNO3 loãng, riêng BaSO4 không tan. III. Nhận biết một số anion trong dung dịch * Hoạt động 8: 1. Nhận biết anion NH- HS đọc SGK. - GV nhớ: L11 HS đã học ion NH- có tính oxi hóa mạnh trong môi trường axit. Nhưng vì đây là kiến thức khó do đó GV nên diễn giảng lại và thêm. HS làm thí nghiệm: ống nghiệm 1: đựng dung dịch H2SO4 loãng. + Cho bột Cu vào ống nghiệm và quan sát hiện tượng.  rút ra kết luận. ống nghiệm 2: đựng dung dịch NaNO3. Cho bột Cu vào. Quan sát hiện tượng. rút ra kết luận. * Hoạt động 9: 2. Nhận biết anion SO2- - HS đọc SGK. - HS làm thí nghiệm. - Những kiến thức này HS đã học ở L10, L11 nên GV có thể kiểm tra trước khi HS làm thí nghiệm. Nếu HS quên, GV có thể dẫn dắt, gợi mở để các em có thể nhớ lại kiến thức và vận dụng kiến thức. - GV nhắc thêm: tùy điều kiện cụ thể của bài tập, có thể dùng HÓA HỌC 12 3. Nhận biết anion Cl– Thuốc thử đặc trưng của anion này là dung dịch bạc nitrat trong môi trường HNO3 loãng tạo kết tủa trắng. Ag+ + Cl–  AgCl 4. Nhận biết anion CO2- Axit H2CO3 là axit rất yếu, dễ dàng phân huỷ ngay tại nhiệt độ phòng: H2CO3  CO2  + H2O Vì vậy, anion CO2- chỉ tồn tại trong các dung dịch bazơ, CO2 lại rất ít tan trong nước, nên khi axit hoá dung dịch CO2- bằng các dung dịch axit mạnh (HCl, H2SO4 loãng) thì CO2 sẽ giải phóng ra khỏi dung dịch, gây sủi bọt khá mạnh. Nếu dẫn khí CO2 vào bình đựng lượng dư nuớc vôi trong, sẽ quan sát được sự tạo thành kết tủa trắng CaCO3 làm vẩn đục nước vôi trong: một trong các dung dịch: BaCl2, Ba(NO3)2, Ba(OH)2. * Hoạt động 10: 3. Nhận biết anion Cl– HS đọc SGK và làm thí nghiệm. Những kiến thức này HS đã học ở L10 nên GV có thể kiểm tra trước khi HS làm thí nghiệm. Nếu HS quên, GV có thể dẫn dắt, gợi mở để các em có thể nhớ lại kiến thức và vận dụng kiến thức. * Hoạt động 11: 4. Nhận biết anion CO2- HS đọc SGK và làm thí nghiệm. Những kiến thức này HS đã học ở L11 nên GV có thể kiểm tra trước khi HS làm thí nghiệm. Nếu HS quên, GV có thể dẫn dắt, gợi mở để các em có thể nhớ lại kiến thức và vận dụng kiến thức. CO2- + 2H+  CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O Hình 8.8. ống nghiệm 2 nhánh để đựng nước vôi trong nhận biết CO2 1- Dung dịch CO2- . 2- Dung dịch nước vôi trong. 3- Nút cao su. ... - tailieumienphi.vn