Câu 8.7 trang 75 SBT Hóa lớp 12 Nâng cao: Trình bày cách phân biệt các cation trên....

Có 7 dung dịch, mỗi dung dịch chỉ có một loại cation: $Z{n^{2 + }},C{u^{2 + }},F{e^{2 + }},M{g^{2 + }},C{r^{3 + }},A{g^ + },P{b^{2 + }}$. Trình bày cách phân biệt các cation trên.

Đáp án

Cation $C{u^{2 + }}$: dung dịch chứa cation $C{u^{2 + }}$có màu xanh, nếu cho tác dụng với dung dịch $N{H_3}$ tạo kết tủa màu xanh, kết tủa này tan trong dung dịch $N{H_3}$, dư do tạo phức tan

            $\eqalign{  & C{u^{2 + }} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Cu{(OH)_2} \downarrow  + 2NH_4^ +   \cr  & Cu{(OH)_2} + 4N{H_3} \to \left[ {Cu{{(N{H_3})}_4}} \right]{(OH)_2} \cr}$

-Cation $Z{n^{2 + }}$ : $Z{n^{2 + }}$ tác dụng với dung dịch $N{H_3}$, tạo kết tủa màu trắng, kết tủa tan trong dung dịch $N{H_3}$ dư do tạo phức tan.

            $\eqalign{  & Z{n^{2 + }} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Zn{(OH)_2} \downarrow  + 2NH_4^ +   \cr  & Zn{(OH)_4} + 4N{H_3} \to \left[ {Zn{{(N{H_3})}_4}} \right]{(OH)_2} \cr}$

- Cation $C{r^{3 + }}$:$C{r^{3 + }}$ tác dụng với dung dịch $N{H_3}$, tạo kết tủa màu xanh không tan trong dung dịch $N{H_3}$ dư:

            $C{r^{3 + }} + 3N{H_3} + 3{H_2}O \to Cr{(OH)_3} \downarrow  + 3NH_4^ +$

- Cation $F{e^{2 + }}$: cho tác dụng với dung dịch $N{H_3}$, tạo kết tủa màu trắng xanh, để trong không khí sẽ chuyển dần sang màu nâu đỏ:

            $\eqalign{  & F{e^{2 + }} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Fe{(OH)_2} \downarrow  + 2NH_4^ +   \cr  & 4Fe{(OH)_2} \downarrow  + {O_2} + 2{H_2}O \to 4Fe{(OH)_3} \downarrow  \cr}$

- Cation $A{g^ + }$: cho tác dụng với dung dịch $N{H_3}$, tạo kết tủa AgOH, kết tủa tự phân hủy thành $A{g_2}O$ sau đó tan trong dung dịch $N{H_3}$ dư:

            $\eqalign{  & A{g^ + } + N{H_3} + {H_2}O \to AgOH \downarrow  + NH_4^ +   \cr  & 2AgOH \to A{g_2}O + {H_2}O  \cr  & A{g_2}O + 4N{H_3} + {H_2}O \to 2\left[ {Ag{{(N{H_3})}_2}} \right]OH \cr}$

Nhỏ tiếp dung dịch HCl vào sẽ có kết tủa AgCl màu trắng, không tan trong  axit dư:

- Cation $M{g^{2 + }},P{b^{2 + }}$ tác dụng với dung dịch $N{H_3}$, tạo kết tủa màu trắng $Mg{(OH)_2},Pb{(OH)_2}$ không tan trong dung dịch $N{H_3}$ dư vì vậy cần lấy các kết tủa này hoà tan vào dung dịch HCl để được các dung dịch $MgC{l_2},PbC{l_2}$ sau đó nhận biết các dung dịch này.

+ Nhận biết dung dịch $PbC{l_2}$ bằng dung dịch chứa anion ${S^{2 - }}$ sẽ cho kết tủa màu đen:

            $PbC{l_2} + N{a_2}S \to PbS \downarrow  + 2NaCl$

+ Còn lại là dung dịch $MgC{l_2}.$