Giải câu 2 trang 174 – Bài 40 – SGK môn Hóa học lớp 12

Có dung dịch chứa đồng thời các cation \(Fe^{2+}, Al^{3+}\). Trình bày cách tách và nhận biết mỗi ion từ dung dịch của hỗn hợp.

Lời giải:
Tách 2 ion từ hỗn hợp:
- Cho \(NaOH\) đến dư vào hỗn hợp ta thu được hai phần : kết tủa là \(Fe(OH)_3\), dung dịch là \(NaAlO_2\), \(NaOH\)
\(Fe^{2+}+ 2NaOH → 2Na^+ + Fe(OH)_2\)
\(4 Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O → 4 Fe(OH)_3\)
\(Al^{3+} + 3NaOH → 2Na^+ + Al(OH)_3\)
\(Al(OH)_3 + 2NaOH→ 2 NaAlO_2 + H_2O\)
 
- Tách kết tủa hòa tan trong \(HCl\) thu được muối
\(Fe(OH)_2 + HCl → FeCl_2 + 2H_2O\)
- Phần dung dịch dẫn \(CO_2\) đến dư thu được kết tủa \(Al(OH)_3\)
\(NaAlO_2 + CO_2 + H_2O → Al(OH)_3\downarrow + NaHCO_3\)
- Hòa tan kết tủa trong \(HCl\) thu muối \(Al^{3+}\)
\(Al(OH)_3 + 3HCl→ AlCl_3 + 3H_2O\)
 
Nhận biết mỗi ion từ hỗn hợp
- Cho \(NaOH\) vào hỗn hợp hai cation, nếu thấy xuất hiện kết tủa trắng xanh là \(Fe(OH)_2\), đem để ngoài không khí thấy có kết tủa nâu đỏ đó là \(Fe(OH)_3\). Có ion Cách tách 2 ion từ hỗn hợp.
- Nếu thấy dung dịch có kết tủa keo trắng sau đó tan ra trong \(NaOH\) dư thì có ion \(Al^{3+}\).
 \(Fe^{2+}+ 2NaOH → 2Na^+ + Fe(OH)_2\)
\(4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O → 4 Fe(OH)_3\)
\(Al^{3+} + 3NaOH → 2Na^+ + Al(OH)_3\)
\(Al(OH)_3 + 2NaOH→ 2 NaAlO_2 + H_2O.\)
Ghi nhớ:
- Để nhận biết một số ion người ta thường thêm vào dung dịch một thuốc thử tạo với ion một sản phẩm đặc trưng.
- Ion \(Na^+\) : dùng phương pháp vật lí thử màu ngọn lửa có màu vàng tươi.
- Ion \(NH_4^+\): dùng dung dịch KOH hoặc NaOH.
- Ion \(Ba^{2+}\): dùng dung dịch \(H_2SO_4\) vì có tạo kết tủa \(BaSO_4\).
- Ion \(Al^{3+}\): dùng dung dịch kiềm.
- Ion \(Fe^{2+}\ và\ Fe^{3+}\): sử dụng dung dịch kiềm.
- Ion \(NO_3^-\): có thể dùng bột Cu hoặc một vài mẫu lá Cu mỏng trong mô trường axit.
- Ion \(SO_4^{-2}\): Sử dụng dung dịch \(BaCl_2\).
- Ion \(CO_3^{-2}\): sử dụng dung dịch có ion \(H^+\).