THẦY LUYỆN-TÁCH CHẤT VÔ CƠ

CHUYÊN ĐỀ 3: TÁCH CHẤT VÔ CƠ A. PHƢƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP I - NGUYÊN TẮC 1. Các chất ở trạng thái khác nhau (lỏng – rắn, lỏng – khí, rắn – khí) thì tách được ra khỏi nhau. 2. Các chất lỏng không tan vào nhau thì tách được ra khỏi nhau. 3. Các chất rắn có kích thước khác nhau thì tách được ra khỏi nhau. 4. Các chất có khối lượng riêng khác nhau thì tách được ra khỏi nhau. Ngoài ra còn dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lí (có từ tính, thăng hoa, khả năng hấp thụ, hấp phụ,…), tính chất hóa học để tách chất,… II - TÁCH CÁC CHẤT RA KHỎI HỖN HỢP BẰNG PHƢƠNG PHÁP VẬT LÍ 1. PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT - Khái niệm sự chƣng cất: Chưng cất là quá trình tách một hỗn hợp lỏng bằng cách làm bay hơi từng phần, tiếp đó ngưng tụ hơi (chuyển lại thành trạng thái lỏng) của các chất lỏng trong hỗn hợp. - Cơ sở của phƣơng pháp chƣng cất: Dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau của các chất lỏng trong hỗn hợp. - Nội dung phƣơng pháp chƣng cất: Khi đun sôi một hỗn hợp lỏng, chất nào có nhiệt độ sôi thấp hơn sẽ chuyển thành hơi sớm hơn và nhiều hơn. Khi gặp lạnh, hơi sẽ ngưng tụ thành dạng lỏng chứa chủ yếu là chất có nhiệt độ sôi thấp hơn. Quá trình đó gọi là sự chưng cất. Thí dụ: Sau khi ủ men rượu, người ta thu được một hỗn hợp chủ yếu gồm nước, etanol (rượu etylic) và bã rượu. Etanol sôi ở 78,3oC nên khi đem chưng cất (nấu rượu) đầu tiên người ta thu được dung dịch chứa nhiều etanol hơn nước. Sau đó hàm lượng etanol giảm dần. Để tách các chất lỏng có nhiệt độ sôi khác nhau, người ta dùng cách chưng cất thường như mô tả ở hình vẽ. a) Đèn cồn; b) Bình cầu có nhánh; c) Nhiệt kế; d) Ống sinh hàn; e) Nước làm lạnh; g) Bình hứng  Lƣu ý: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 1

- Nếu hỗn hợp gồm các hợp phần có điểm sôi thấp và điểm sôi cao thì lúc đấu thu được nhiều hợp phần có điểm sôi thấp. Nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ tăng lên dần dần và sản phẩm sẽ giàu hợp phần có điểm sôi cao. - Có thể thu sản phẩm dưới dạng các phân đoạn có khoảng nhiệt độ sôi hẹp bằng cách dùng một bộ gồm nhiều bình hứng nhỏ. Phương pháp chưng cất như vậy gọi là chƣng cất phân đoạn và được dùng trong phòng thí nghiệm để tách một hỗn hợp phức tạp 2. PHƢƠNG PHÁP CHIẾT - Cơ sở của phƣơng pháp chiết: Dựa vào độ tan khác nhau trong nước hoặc trong dung môi khác của các chất lỏng, chất rắn. Khi hai chất lỏng không trộn lẫn được vào nhau, chất lỏng nào có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ tách thành lớp trên, chất lỏng nào có khối lượng riêng lớn hơn sẽ nằm ở phía dưới. - Nội dung của phƣơng pháp chiết: Dùng dụng cụ chiết (phễu chiết) tách các chất lỏng không hòa tan vào nhau ra khỏi nhau (chiết lỏng – lỏng). Người ta còn thường dùng chất lỏng hoà tan chất hữu cơ để tách chúng ra khỏi hỗn hợp rắn (chiết lỏng – rắn). Thí dụ: Sau khi chưng cất cây sả bằng hơi nước, người ta thu được hỗn hợp gồm lớp tinh dầu nổi trên lớp nước. Dùng phương pháp chiết sẽ tách riêng được lớp tinh dầu khỏi lớp nước (Mở khóa cho chất lỏng ở dưới chảy xuống vừa hết, đóng khóa lại ta tách được riêng 2 chất lỏng. a) Lớp chất lỏng nhẹ hơn b) Lớp chất lỏng nặng hơn c) Khoá phễu chiết. 3. PHƢƠNG PHÁP KẾT TINH - Cơ sở của phƣơng pháp kết tinh: Dựa vào độ tan khác nhau của các chất rắn theo nhiệt độ. - Nội dung của phƣơng pháp kết tinh: Hòa tan chất rắn vào dung môi đến bão hòa, lọc tạp chất, rồi cô cạn, chất rắn trong dung dịch sẽ kết tinh ra khỏi dung dịch theo nhiệt độ (chất tách ra có thể ngậm nước) - Các bƣớc tiến hành kết tinh: a) Hoà tan bão hòa hỗn hợp chất rắn ở nhiệt độ sôi của dung môi 2 b) Lọc nóng loại bỏ chất không tan c) Để nguội cho kết tinh d) Lọc hút để thu tinh thể CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ

4. PHƢƠNG PHÁP LỌC Cơ sở của phƣơng pháp lọc: Dùng để tách các chất không tan ra khỏi hỗn hợp lỏng Thí dụ: Đường bị lẫn một ít cát. Để làm sạch đường bằng phương pháp vật lí ta hòa tan hỗn hợp đường và cát vào nước. Khi đó đường bị tan vào nước còn lại cát không tan. Cho giấy lọc vào phễu, lọc và thu phần nước lọc, đem cô cạn phần nước lọc ta thu được đường. 5. PHƢƠNG PHÁP TỪ TÍNH Cơ sở của phƣơng pháp từ tính: Dùng để tách chất bị nhiễm từ (bị nam châm hút) ra khỏi hỗn hợp rắn gồm chất bị nhiễm từ và chất không bị nhiễm từ (Một số chất bị nhiễm từ là Fe, Fe3O4,…). Thí dụ: Để tách riêng Fe và Cu ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp vật lí ta dùng thanh nam châm (đã bọc nilon mỏng), chà nhiều lần lên hỗn hợp. Do sắt có tính nhiễm từ nên bị hút vào thanh nam châm, còn đồng thì không bị hút do không có tính nhiễm từ. Làm đi làm lại nhiều lần ta thu được sắt riêng, đồng riêng. 6. PHƢƠNG PHÁP LẮNG GẠN Cơ sở của phƣơng pháp lắng gạn: Dùng để tách các chất rắn có khối lượng riêng khác nhau ra khỏi nước hoặc dung dịch. Thí dụ: Bột CuO bị lẫn bột than. Để tách riêng bột CuO ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp vật lí ta cho hỗn hợp trên vào cốc, thêm nước vào, khuấy đều rồi lắng gạn. Làm đi làm lại nhiều lần, bột than nhẹ sẽ trôi theo nước ra ngoài, bột CuO chìm xuống đáy. Lúc này ta thu được CuO bằng phương pháp lọc. III - TÁCH CÁC CHẤT RA KHỎI HỖN HỢP BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC 1. Sơ đồ tách B A Phaûn öùng taùch A B AX Phaûn öùng taùi taïo XY 2. Phản ứng đƣợc chọn để tách phải thoã mãn 3 yêu cầu sau: - Chỉ tác dụng lên một chất trong hỗn hợp cần tách - Sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng khỏi hỗn hợp - Từ sản phẩm của phản ứng tạo thành có khả năng tái tạo được chất ban đầu.  Lƣu ý: Đẻ tách hoàn toàn một chất ra khỏi hỗn hợp thì hóa chất cho vào phải đủ hoặc dư B. GIẢI CHI TIẾT CÁC DẠNG BÀI TẬP Câu 1. Có các chất làm khô: H2SO4 đặc, CaO. Dùng chất nào nói trên để làm khô mỗi khí ẩm sau đây: SO2, O2, CO2, H2, H2S? Hãy giải thích sự lựa chọn đó. (Đề thi tuyển sinh chuyên Phan Bội Châu Nghệ An, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải - H2SO4 đặc làm khô được: SO2, O2, CO2. Vì H2SO4 đặc có tính hút ẩm và không tác dụng với các khí này. CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 3

- CaO làm khô được: O2, H2. Vì CaO có tính hút ẩm và không tác dụng với các khí này. Phương trình hóa học: 2H2 + H2SO4(đặc) to  2H2O + SO2 H2S + 2H2SO4(đặc) to  2H2O + 3SO2 CaO + SO2 → CaSO3 CaO + CO2 → CaCO3 H2S + CaO → CaS + H2O Câu 2. Trình bày phương pháp hóa học làm sạch khí CO2 có lẫn SO2, SO3, CO. Viết các phương trình hóa học xảy ra. (Đề thi tuyển sinh chuyên Bắc Ninh, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Dẫn hỗn hợp khí vào dung dịch Ba(OH)2 dư, khí CO2, SO2, SO3 bị giữ lại tạo kết tủa, khí CO thoát ra. CO2 + Ba(OH)2  BaCO3 + H2O SO2 + Ba(OH)2  BaSO3 + H2O SO3 + Ba(OH)2  BaSO4 + H2O Lọc lấy kết tủa, cho dung dịch HCl dư vào kết tủa, thu được hỗn hợp CO2, SO2 BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + CO2↑ + H2O BaSO3 + 2HCl  BaCl2 + SO2 ↑ + H2O Dẫn hai khí CO2, SO2 vào dung dịch Br2 dư, khí SO2 bị giữ lại, khí thoát ra là CO2 ẩm. SO2 + Br2 + 2H2O  2HBr + H2SO4 Làm khô CO2 bằng cách cho qua bình chứa H2SO4 đặc dư thu được CO2 tinh khiết. Câu 3. Hỗn hợp X gồm Al2O3, CuO, Fe2O3. Trình bày phương pháp hóa học tách riêng 3 chất trong hỗn hợp X. (Đề thi tuyển sinh chuyên Bắc Ninh, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải NaAlO2 CO2 d­ Al(OH)3  t0  Al2O3 NaOH d­ CAul2OO3 NaOH d­ Fe2O3 CuO Cu Cu O2CuO Fe2O3 Fe COd­,t0  HCl d­ FeCl2 NaOH d­ Fe(OH)2 tO0 2 Fe2O3 HCl d­ Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O 4 NaOH + CO2  NaHCO3 NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 t0  Al2O3 + 3H2O CuO + CO t0  Cu + CO2 Fe2O3 + 3CO t0  2Fe + 3CO2 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 2Cu + O2 t0  2CuO HCl + NaOH  NaCl + H2O FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O t0  4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 t0  Fe2O3 + 3H2O Hay 4Fe(OH)2 + O2 t0  2Fe2O3 + 4 H2O Câu 4. Cho hỗn hợp rắn gồm FeCl3, AgCl, CaCO3, NaCl. Hãy trình bày phương pháp để tách riêng từng chất rắn ra khỏi hỗn hợp trên. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. (Đề thi tuyển sinh chuyên Quốc Học Huế, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Cách 1: Hòa tan hỗn hợp rắn gồm FeCl3, AgCl, CaCO3 và NaCl vào nước lấy dư. Lọc tách, ta thu được dung dịch X gồm FeCl3, NaCl và chất rắn Y gồm AgCl, CaCO3. - Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch X, lọc tách ta thu được rắn X1 là Fe(OH)3 và dung dịch X2 gồm NaOH dư và NaCl. FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + 3NaC + Hòa tan rắn X1 vào dung dịch HCl dư, đun nóng dung dịch đến cạn thu được FeCl3, do HCl bay hơi. Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O + Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch X2, sau đó tiến hành đun đến cạn ta sẽ thu được NaCl, do HCl bay hơi. NaOH + HCl  NaCl + H2O - Cho nước vào Y rồi sục khí CO2 đến dư, sau đó lọc lấy chất rắn đem sấy khô thu được AgCl. Phần dung dịch còn lại cho tác dụng với dd Na2CO3 dư, lọc kết tủa ta thu được CaCO3. CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaHCO3 Cách 2: dd FeCl3 dd NaOHdö  Fe(OH)3 dd HCl dö dd FeCl3 t0  FeCl3 NaCl HCl dö FeCl3 AgCl H2Odö dd NaOH dö dd HCl dö dd NaCl t0  NaCl CaCO3 NaCl HCl dö NaCl raén CaCO3 H2O CO2 dö AgCl AgCl dd Ca(HCO3 )2 dd Na2CO3  CaCO3 Phương trình hóa học: FeCl3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + 3NaCl Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O NaOH + HCl  NaCl + H2O CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaHCO3 Câu 5. Hỗn hợp X gồm các chất sau: CaCl2, Al2O3, NaCl, CaO và CaCO3. Trình bày phương pháp hóa học để tách riêng từng chất ra khỏi X, sao cho lượng chất của mỗi chất không thay đổi. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. (Đề thi tuyển sinh chuyên Bắc Giang, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải - Cho X vào H2O dư, lọc tách được dung dịch X1 và chất rắn Y. (phụ thuộc vào tỷ lệ mol của Al2O3 và CaO trong hỗn hợp mà dung dịch X1 và chất rắn Y1 có thành phần khác nhau) CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 5

CaO + H2O  Ca(OH)2 Ca(OH)2 + Al2O3  Ca(AlO2)2 + H2O Y1 gồm CaCO3, có thể có Al2O3; X1 gồm CaCl2, NaCl và Ca(AlO2)2, có thể có Ca(OH)2 - Cho Y1 vào NaOH dư, lọc tách, thu được dung dịch X2 có thể chứa NaAlO2, NaOH dư; rắn Y2 là CaCO3. 2NaOH + Al2O3  2NaAlO2 + H2O - Sục CO2 dư vào dung dịch X2, lọc tách, thu được kết tủa Al(OH)3 (nếu có), nung Al(OH)3 đến khối lượng không đổi thu được rắn Z là Al2O3. CO2 + NaOH  NaHCO3 CO2 + NaAlO2 + 2H2O  Al(OH)3  + NaHCO3 2Al(OH)3 t o  Al2O3 + 3H2O - Sục CO2 dư vào X1, lọc tách, thu được dung dịch X3 chứa CaCl2, NaCl, Ca(HCO3)2 và rắn Y3 là Al(OH)3 Có thể có: 2CO2 dư + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 2CO2 + Ca(AlO2)2 + 4H2O  2Al(OH)3  + Ca(HCO3)2 - Nung Y3 đến khối lượng không đổi, được rắn Z1 là Al2O3; gộp Z (nếu có) với Z1 được Al2O3 (giữ nguyên lượng). 2Al(OH)3 t o  Al2O3 + 3H2O - Đun nóng X3,tới khi kết tủa hoàn toàn, lọc tách, thu được dung dịch X4 chứa CaCl2, NaCl và rắn Y4 là CaCO3. Ca(HCO3)2 t o  CaCO3 + CO2  + H2O  - Nung Y4 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được lượng CaO (giữ nguyên lượng). CaCO3 t o  CaO + CO2  - Cho X4 tác dụng với (NH4)2CO3 dư, lọc tách, thu được dung dịch X5 chứa (NH4)2CO3, NH4Cl, NaCl và rắn Y5 là CaCO3 (NH4)2CO3 + CaCl2  CaCO3  + 2NH4Cl - Cho Y5 tác dụng với HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch, thu được lượng CaCl2 (giữ nguyên lượng). CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2  + H2O - Cô cạn X5, nung đến khối lượng không đổi, thu được lượng NaCl (giữ nguyên lượng). (NH4)2CO3 t o  2NH3  + H2O  + CO2  NH4Cl t o  NH3  + HCl  Câu 6. Muối ăn được sản xuất từ nước biển thường có lẫn các tạp chất là MgCl2 và CaSO4. Làm thế nào để loại các tạp chất trên ra khỏi muối ăn? Giả thiết các hóa chất, điều kiện cần thiết có đủ. (Đề thi tuyển sinh chuyên Hạ Long- Quảng Ninh, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Hòa tan muối ăn vào nước thu được dung dịch chứa các muối tan NaCl, MgCl2,CaSO4 - Cho BaCl2 dư vào dung dịch để kết tủa hoàn toàn gốc (SO4) : CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 6

CaSO4 + BaCl2  BaSO4  + CaCl2 - Lọc bỏ kết tủa và cho Na2CO3 dư vào dung dịch để loại MgCl2, CaCl2, BaCl2 dư. Na2CO3 + MgCl2  MgCO3  + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2  CaCO3  + 2NaCl Na2CO3 + BaCl2  BaCO3  + 2NaCl - Lọc bỏ kết tủa và cho HCl dư vào dung dịch thu được để loại bỏ Na2CO3 dư. Na2CO3 + 2HCl dư  2NaCl + H2O + CO2  - Cô cạn dung dịch ta thu được muối NaCl tinh khiết. Câu 7. Từ hỗn hợp nhôm oxit và sắt (III) oxit, các hóa chất, dụng cụ cần thiết và điều kiện phản ứng có đủ. Bằng phương pháp hóa học hãy viết phương trình phản ứng điều chế các kim loại riêng biệt sao cho khối lượng không đổi. (Đề thi tuyển sinh chuyên Lào Cai, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải   NaAlO2 3 to  Al2O3 dpnc Al  Al2O3 dd   Fe2O3  +dd NaOH du  NaOH +CO2 du Al OH   Fe2O3 +CO Fe - Nhỏ dung dịch NaOH đến dư vào hỗn hợp Al2O3 và Fe2O3, lắc đều đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O Fe2O3 không phản ứng. - Lọc tách phần không tan là Fe2O3 thu lấy dung dịch (NaAlO2 và NaOH dư) - Rửa sạch, làm khô, nung nóng phần không tan (Fe2O3) rồi dẫn khí CO dư đi qua đến khi khối lượng chất rắn không đổi thu được Fe. Fe2O3 + 3CO to  Fe + 3CO2 - Thổi khí CO2 dư đi qua phần dung dịch (NaAlO2 và NaOH dư) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn CO2 + NaOH  NaHCO3 CO2 + H2O + NaAlO2  NaHCO3 + Al(OH)3↓ - Lọc tách lấy phần kết tủa (Al(OH)3) đem rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được Al2O3. 2Al(OH)3 to  Al2O3 + H2O - Chất rắn thu được đem điện phân nóng chảy hoàn toàn thu được Al 2Al2O3 dpnc 4Al + 3O2  Câu 8. Một hỗn hợp bột gồm các chất: CaCO3, CaO, BaSO4, NaCl. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp trên. Viết các phương trình hóa học minh họa. (Đề thi tuyển sinh chuyên Lê Quý Đôn – Điện Biên, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải  Hòa hỗn hợp vào nước dư xảy ra phản ứng: CaO + H2O → Ca(OH)2  Thu được hỗn hợp chất rắn gồm CaCO3 và BaSO4; nước lọc gồm Ca(OH)2 và NaCl CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 7

 Thêm dung dịch Na2CO3 dư vào nước lọc thu được kết tủa, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi  CaO. Dùng HCl dư trung hòa nước lọc, cô cạn dung dịch thu được NaCl Na2CO3 + Ca(OH)2  CaCO3  + 2NaOH CaCO3 t0  CaO + CO2↑ NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O  Hòa hỗn hợp CaCO3 và BaSO4 vào dung dịch HCl dư, chất rắn không tan là BaSO4, lọc thu được BaSO4; thêm dung dịch Na2CO3 dư vào nước lọc, lọc lấy kết tủa thu được CaCO3 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O Na2CO3 + CaCl2  CaCO3  + 2NaCl Câu 9. Bột Cu bị lẫn một ít tạp chất là bột Fe, Al. Trình bày phương pháp hóa học để loại hết tạp chất khỏi bột Cu. (Đề thi tuyển sinh chuyên Lai Châu, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải Cho hỗn hợp qua dung dịch HCl dư, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc chất rắn không tan, rửa nhẹ, làm khô ta thu được Cu. Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 Ghi chú: Ngoài ra ta có thể cho hỗn hợp qua dung dịch Cu(NO3)2 dư. Câu 10. Bằng phương pháp hóa học hãy tách từng chất ra khỏi hỗn hợp chất rắn sau: FeCl3, CaCO3, AgCl. Viết phương trình phản ứng (nếu có). (Đề thi tuyển sinh chuyên Vĩnh Long, năm học 2020-2021) Hƣớng dẫn giải FeCl3 Dung dòch : FeCl3 Coâ caïn FeCl3 khan CaCO3 H2O dö Chaát raén CaCO3, AgCl HCl dö dd : CaCl2; HCl dö Na2CO3döChaát raén : CaCO3 AgCl Chaát raén : AgCl PTHH: CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O CaCl2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaCl 2HCl + Na2CO3  NaCl + H2O + CO2 Câu 11. Trình bày phương pháp tách riêng từng muối ra khỏi hỗn hợp gồm CuCl2, BaCl2 và AlCl3 mà không làm thay đổi khối lượng của mỗi muối. Viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra (biết rằng các quá trình: kết tủa, lọc và tách xảy ra hoàn toàn). (Đề thi tuyển sinh Chuyên Bắc Giang, năm học 2017 - 2018) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 8

CBuaCCll22  Cu(OH)2 dd HCl d­ dd CuCl2 , HCl c«c¹n CuCl2  (2)  AlCl3 dd NaOHd­  dd:BaCl2 , NaAlO2, NaCl, NaOH (1)  Al(OH)3 dd HCl d­ dd AlCl3 , HCl c« c¹n AlCl3  (4)  dd:BaCl2 , NaAlO2, NaCl, NaOH CO2 d­ dd :NaCl, NaHCO3, BaCl2 (3) dd : BaCl2 , NaHCO3 , NaCl dd Na2 CO3 d­  BaCO3 ddH(4C)ld­ dd BaCl 2 , HCl c«c¹n BaCl2 (5) PTHH giải thích: + CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaCl 4NaOH + AlCl3 → NaAlO2 + 3NaCl +2H2O Cu(OH)2+ 2HCl → CuCl2 +2H2O + NaOH+ CO2 → NaHCO3 NaAlO2 + CO2 +H2O → NaHCO3 + Al(OH)3↓ Al(OH)3+ 3HCl →AlCl3 + 3H2O + BaCl2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaCl BaCO3 + 2HCl→ BaCl2 +CO2+ H2O Câu 12. Hãy trình bày phương án làm sạch muối ăn có lẫn tạp chất: Na2SO4, NaBr, MgCl2, CaSO4. Viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra (nếu có). (Đề thi tuyển sinh Chuyên tỉnh Quảng Bình, năm học 2015 - 2016) Hƣớng dẫn giải Hòa tan hỗn hợp vào nước, cho dung dịch BaCl2 (dư) vào, tách muối sunfat . BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 ↓ + 2NaCl CaSO4 + BaCl2  BaSO4 ↓+ CaCl2 Lọc bỏ kết tủa, lấy dung dịch nước lọc (NaCl, NaBr, MgCl2, CaCl2, BaCl2 dư ). Thêm dung dịch Na2CO3 dư vào nước lọc, tách được các kết tủa muối Mg, Ca và Ba dư: Na2CO3 + MgCl2  MgCO3↓ + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2  CaCO3 ↓ + 2NaCl BaCl2 dư + Na2CO3  BaCO3↓ + 2NaCl Lọc bỏ kết tủa MgCO3, CaCO3, BaCO3, lấy nước lọc gồm NaCl, NaBr, Na2CO3 dư. Cho HCl dư vào dung dịch loại muối cacbonat Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2↑ + H2O Sục khí Cl2 dư vào dung dịch thu được, loại NaBr. Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2 C« c¹n dung dÞch cho đến khi thu được chất rắn có khối lượng không đổi, đuổi được Br2, Cl2 và HCl dư, chất rắn còn lại là NaCl . Câu 13. Có hỗn hợp Na, Ba, Fe, Cu. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng mỗi kim loại ra khỏi hỗn hợp (khối lượng mỗi kim loại không thay đổi). (Đề thi tuyển sinh Chuyên tỉnh Quảng Trị, năm học 2015 - 2016) Hƣớng dẫn giải Hoà hỗn hợp vào nước dư, lọc lấy riêng phần dd và kết tủa Cu, Fe NaOH + H2O NaOH + 1/2H2; Ba +2H2O  Ba(OH)2 +H2 Thổi CO2 vào dd thu được rồi đun sôi dung dịch, lọc lấy riêng kết tủa và dd CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 9

NaOH+CO2 NaHCO3; Ba(OH)2+ 2CO2 Ba(HCO3)2 Ba(HCO3)2 to  BaCO3+CO2+H2O Cho riêng kết tủa và dung dịch tác dụng với dd HCl dư, cô cạn 2 dd rồi điện phân nóng chảy thu được Na, Ba riêng biệt BaCl2 đpnc Ba + Cl2; 2NaCl đpnc 2Na + Cl2 Hoà tan Cu, Fe bằng dd HCl, lọc kết tủa thu được Cu. Điện phân dd FeCl2 thu được Fe Fe + 2HClFeCl2+ H2; FeCl2 đpdd Fe + Cl2 (Hoặc FeCl2 Fe(OH)2  Fe(OH)3 Fe2O3Fe) Câu 14. Trình bày phương pháp hóa học để tách lấy từng kim loại ra khỏi hỗn hợp rắn gồm Na2CO3, BaCO3, MgCO3 và viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Đề thi HSG Tỉnh Quảng Trị, năm học 2017-2018) Hƣớng dẫn giải - Hòa tan hỗn hợp vào nước dư, thu được dd Na2CO3. Cho dd Na2CO3 tác dụng với dung dịch HCl dư, cô cạn dung dịch rồi điện phân nóng chảy, thu được Na. Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O 2NaCl ñieän phaânnoùngchaûy 2Na + Cl2 - Nung BaCO3, MgCO3 đến khối lượng không đổi, lấy chất rắn thu được cho vào nước dư, lọc chất không tan là MgO, dung dịch thu được chứa Ba(OH)2 đem tác dụng với dung dịch HCl dư, cô cạn rồi điện phân nóng chảy, thu được Ba. BaCO3 t0  BaO + CO2 MgCO3 t0  MgO + CO2 BaO+H2O  Ba(OH)2 Ba(OH)2+2HClBaCl2 +2H2O BaCl2 ñieän phaânnoùngchaûy Ba+Cl2 - Cho MgO tác dụng với dd HCl dư, cô cạn, điện phân nóng chảy thu được Mg. MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O MgCl2 ñieän phaânnoùngchaûy Mg + Cl2 Câu 15. Trình bày phương pháp tách riêng từng chất sau ra khỏi hỗn hợp gồm: BaCO3, BaSO4, KCl, MgCl2. Viết các PTHH xảy ra. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Thái Nguyên, năm học 2014 - 2015) Hƣớng dẫn giải Câu 16. Một hỗn hợp gồm Cu, Ag và Fe. Trình bày phương pháp tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp? (Các hóa chất và điều kiện cần thiết coi như có đủ). (Đề thi tuyển sinh Chuyên Đại học sư phạm Hà Nội, năm học 2015 - 2016) CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 10

Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách:  Cách 1: Cu, Ag HCl FeCl2 ñpdd Fe CuCl2 ñpdd  Fe  Cu , Ag O2 (t0 )(CuO, Ag) HCl Cu  Ag  Cách 2: Cu, Fe ddFeCl3dö dd FeCl2 , FeCl3 Fe dö FeCl2 ñpdd Fe Ag CuCl2 Cu, Fe ddHCl dö DD Cu  Ag   Cách khác: Ví dụ như dùng HNO3 đặc nguội để tách Fe khỏi hỗn hợp ( Vì Fe thụ động trong HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội), Sau đó tiếp tục tách Cu, Ag từ hỗn hợp muối của chúng Câu 17. Trình bày phương pháp hóa học tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp chứa BaO, MgO và CuO. Viết các phương trình phản ứng xảy ra (nếu có). (Đề thi tuyển sinh Chuyên Hùng Vương – Gia Lai, năm học 2014 - 2015) Hƣớng dẫn giải  Sơ đồ tách: CuO Ba(OH)2(dd) ddNa2CO3 dö  BaCO3  t0 (hoaøntoaøn) BaO MgO  BaO H2O dö   Ht20 dö Cu ddHCl dö DD +ddNaOHdö Mg(OH)2 t0 (hoaøntoaøn) MgO CuO, Mg  MgO  +O2t0 dö Cu CuO – Hòa hỗn hợp gồm BaO, MgO, CuO vào nước dư, lọc tách được dung dịch Ba(OH)2 và phần rắn không tan gồm MgO, CuO. BaO + H2O  Ba(OH)2 – Cho dung dịch Na2CO3 dư vào phần dung dịch thu được, lọc kết tủa nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được BaO. Ba(OH)2 + Na2CO3  BaCO3 + 2NaOH BaCO3 t0  BaO + CO2  – Dẫn H2 dư qua hỗn hợp MgO, CuO nung nóng, hòa tan chất rắn thu được vào dung dịch HCl dư, lọc lấy chất rắn thu được Cu. Phần dung dịch chứa MgCl2. Đốt Cu trong khí O2 dư thì thu được CuO. CuO + H2 t0  Cu + H2O MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O 2Cu + O2 t0  2CuO – Cho dung dịch NaOH dư vào phần nước lọc (chứa MgCl2, HCl),lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu được MgO. HCl + NaOH  NaCl + H2O MgCl2 + 2NaOH  Mg(OH)2  + 2NaCl Mg(OH)2 t0  MgO + H2O CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 11

Câu 18. Một dung dịch chứa các muối sau: NaCl, Ca(HCO3)2, CaCl2, MgSO4, Na2SO4. Làm thế nào để thu được muối ăn tinh khiết từ dung dịch trên? Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Quốc Học Huế, năm học 2014 - 2015) Hƣớng dẫn giải – Cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch hỗn hợp, tách bỏ kết tủa thì loại được SO42 – khỏi hỗn hợp: MgSO4 + BaCl2  BaSO4  + MgCl2 Na2SO4 + BaCl2  BaSO4  + 2NaCl – Phần nước lọc còn lại cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 dư, tách bỏ các kết tủa CaCO3, MgCO3, BaCO3. Ca(HCO3)2 + Na2CO3  CaCO3  + 2NaHCO3 CaCl2 + Na2CO3  CaCO3  + 2NaCl MgCl2 + Na2CO3  MgCO3  + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3  BaCO3  + 2NaCl – Cho tiếp dung dịch HCl dư vào phần nước lọc (NaCl, NaHCO3, Na2CO3), cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được NaCl tinh khiết: NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2  Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O + CO2  Câu 19. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng CO2 ra khỏi hỗn họp khí gồm: SO2, SO3, O2, CO2. Viết PTHH của các phản ứng xảy ra. (Đề thi tuyển sinh Chuyên Thái Nguyên, năm học 2017 - 2018) Hƣớng dẫn giải - Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch BaCl2 dư thì SO3 bị hấp thụ hết, thu lấy hỗn họp khí bay ra: SO3 + BaCl2 + H2O → BaSO4 + 2HCl - Dẫn hỗn hợp khí còn lại qua dung dịch Br2 dư, SO2 bị hấp thụ hết, thu lấy hỗn hợp khí bay ra: SO2 + Br2 +2H2O → 2HBr + H2SO4 - Dẫn hỗn hợp 2 khí còn lại qua dung dịch NaOH dư thì CO2 bị hấp thụ hết: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O Cho dung dịch tạo thành tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư, thu lấy khí CO2 bay ra Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 Câu 20. Cho các chất sau: CaCl2 (khan), P2O5, H2SO4 (đặc), Ba(OH)2 (rắn), chất nào được dùng để làm khô lần lượt các khí CO2, Cl2? Giải thích bằng phương trình hoá học. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Phan Bội Châu – Nghệ An – Năm học 2007 - 2008) Hƣớng dẫn giải - Làm khô khí CO2: Có thể dùng các chất CaCl2, P2O5, H2SO4 (đặc) vì CO2 không phản ứng với các chất này. Không thể dùng Ba(OH)2 để làm khô vì có phản ứng: 2Ba(OH)2 + CO2  BaCO3 + H2O - Làm khô khí Cl2: Có thể dùng các chất CaCl2 khan, P2O5, H2SO4 (đặc) vì Cl2 không phản ứng với các chất này. Không thể dùng Ba(OH)2 để làm khô vì có phản ứng CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 12

2Ba(OH)2 + 2Cl2  BaCl2 + Ba(ClO)2 + 2H2O Câu 21. Bằng phương pháp hóa học hãy tách SO2 ra khỏi hỗn hợp gồm các khí SO2, SO3, O2. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Thanh Hóa – Năm học 2014 - 2015) Hƣớng dẫn giải - Cho hỗn hợp qua dung dịch NaOH dư, khí O2 không phản ứng thoát ra SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O SO3 + 2NaOH  Na2SO4 + H2O - Dung dịch thu được tác dụng với H2SO4 dư 2NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2H2O Na2SO3 + H2SO4  Na2SO4 + SO2 + H2O Câu 22. Trong thành phần khí thải của một nhà máy có chứa các khí CO2, SO2 và Cl2. Em hãy đề xuất một phương pháp để loại bỏ các khí này trước khí thải ra môi trường. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 – Tỉnh Thanh Hóa – Năm học 2008 - 2009) Hƣớng dẫn giải - Dùng dung dịch Ca(OH)2 dư vì đây là hóa chất phổ biến, giá thành thấp so với nhiều chất khác - Phương trình phản ứng: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2  CaSO3 + H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2  CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Câu 23. Trình bày phương pháp làm sạch Ag có lẫn Mg, Zn, Cu mà vẫn giữ nguyên lượng kim loại Ag trong hỗn hợp ban đầu. Viết phương trình hóa học của các phản ứng đã dùng. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Thành phố Đà Nẵng – Năm học 2009 - 2010) Hƣớng dẫn giải - Cho hỗn hợp trên vào dung dịch FeCl3 dư. Mg, Zn, Cu phản ứng theo phương trình Mg + 2FeCl3  MgCl2 + 2FeCl2 Zn + 2FeCl3  MgCl2 + 2FeCl2 Cu + 2FeCl3  CuCl2 + 2FeCl2 - Lọc tách Ag không phản ứng. Câu 24. Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp gồm Mg, Al, Fe, Cu. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Thanh Hóa – Năm học 2014 - 2015) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 13

NaAlO2 CO2H2O Al(OH)3 (1)to  Al NaOH dö (2) ñpnc Mg, Al NaOH Fe, Cu Cu Mg, Fe HCl Cu MgCl2 X FeCl2 HCl dö Phương trình phản ứng: - Tách Al: 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O 2Al(OH)3 to  Al2O3 + 3H2O 2Al2O3 ñieänphaân noùngchaûy 4Al + 3O2 - Cho 3 kim loại Mg, Fe, Cu vào dung dịch HCl dư thu được dung dịch X và Cu không tan. Cho NaOH dư vào X thu được Mg(OH)2 và Fe(OH)2 Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 MgCl2 + 2NaOH  Mg(OH)2 + 2NaCl FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl - Tách Mg và Fe từ hỗn hợp Mg(OH)2, Fe(OH)2 Mg(OH)2 to  MgO + H2O 4Fe(OH)2 + O2 to  2Fe2O3 + 4H2O Fe2O3 + 3CO to  2Fe + 3CO2 MgO không phản ứng với CO Hoà tan hỗn hợp sau khi nung vào H2SO4 đặc nguội dư, MgO tan còn Fe không tan được tách ra MgO + H2SO4 (đặc nguội)  MgSO4 + H2O - Tiến hành các phản ứng với dung dịch còn lại thu được Mg MgSO4 + 2NaOHdư  Mg(OH)2 + Na2SO4 Mg(OH)2 + 2HCl  MgCl2 + 2H2O MgCl2 ñieänphaân noùngchaûy Mg + Cl2 Câu 25. Một hỗn hợp gồm Al, Fe, Cu và Ag. Bằng phương pháp hoá học hãy tách rời hoàn toàn các kim loại ra khỏi hỗn hợp trên. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định – Năm học 2010 - 2011) Hƣớng dẫn giải - Sơ đồ tách: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 14

NaAlO2 CO2H2O Al(OH)3 (2(1) ñ)tponc Al NaOH dö Al,Fe NaOH FeCl2 ñpdd Fe Cu, Ag HCl dö Fe, Cu HCl Ag Ag  Ag  O2, to Ag   CuO Cu  Cu ñpdd CuCl2 HCl  HCl dö - Phương trình phản ứng: + Tách Al: Cho hỗn qua NaOH dư, sục CO2 dư vào dung dịch sau phản ứng thu được Al(OH)3, lọc tách kết tủa đem nung nóng rồi điện phân nóng chảy Al2O3 thu được Al 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O 2Al(OH)3 to  Al2O3 + 3H2O 2Al2O3 ñieänphaân noùngchaûy 4Al + 3O2 + Tách Fe: Cho hỗn hợp Fe, Cu và Ag vào HCl dư, lọc tách Cu, Ag không tan. Điện phân dung dịch thu được Fe Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 HCl (dư) ñieänphaândungdòch H2 + Cl2 FeCl2 ñieänphaândungdòch Fe + Cl2 + Hỗn hợp Cu, Ag nung trong oxi đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn CuO và Ag, cho qua dung dịch HCl dư, lọc lấy Ag không tan, dung dịch thu được đem điện phân lấy Cu 2Cu + O2 to  2CuO CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O CuCl2 ñieänphaândungdòch Cu + Cl2 Câu 26. Cho hỗn hợp X gồm Ba, Na, CuO và Fe2O3. Trình bày phương pháp tách thu lấy từng kim loại từ hỗn hợp X và viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Hải Dương – Năm học 2013 - 2014) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 15

D (NNaH2C4 O)23CO3 ((21))ñHpCnlc Na A Ba(OH)2(NH4)2CO3 NaOH Ba Na CuO H2O BaCO3 ((21))ñHpCnlc Ba Fe2O3 CuO H2 ,to  Cu Cu(khoâng tan) Fe2O3 Fe HCl HFeCCll(2dö) ñpdd Fe B Phương trình phản ứng: - Cho hỗn hợp X vào nước dư, lọc thu lấy dung dịch A gồm Ba(OH)2, NaOH và hỗn hợp B gồm CuO, Fe2O3 Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 - Dẫn H2 dư, nung nóng qua hỗn hợp B ta thu lấy Cu và Fe H2 + CuO to  Cu + H2O 3H2 + Fe2O3 to  2Fe + 3H2O Hoà hỗn hợp vào dung dịch HCl dư, lọc thu lấy Cu và dung dịch FeCl2, HCl dư đem điện phân dung dịch thu được Fe Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 2HCl (dư) ñieänphaândungdòch H2 + Cl2 FeCl2 ñieänphaândungdòch Fe + Cl2 - Cho (NH4)2CO3 dư dung dịch A, lọc thu lấy kết tủa và dung dịch D, cho kết tủa vào dung dịch HCl dư; cô cạn lấy BaCl2 đem điện phân nóng chảy thu lấy Ba Ba(OH)2 + (NH4)2CO3  BaCO3 + 2NH3 + 2H2O 2NaOH + (NH4)2CO3  Na2CO3 + 2NH3 + 2H2O BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + H2O + CO2 BaCl2 ñieänphaân noùngchaûy Ba + Cl2 - Cho dung dịch HCl dư vào dung dịch D, cô cạn rồi nung nóng (HCl dư bay hơi, H2O bay hơi, NH4Cl phân phân hủy) thu lấy NaCl, điện phân nóng chảy thu được Na (NH4)2CO3 + 2HCl  2NH4Cl + CO2 + H2O Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O + CO2 2NaCl ñieänphaân noùngchaûy 2Na + Cl2 Câu 27. Cho hỗn hợp kim loại Mg, Fe vào dung dịch chứa hỗn hợp muối Cu(NO3)2, AgNO3. Phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp chất rắn A gồm 3 kim loại và dung dịch B chứa 2 muối. Trình bày phương pháp tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp A. Viết phương trình hoá học. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Hải Dương – Năm học 2012 - 2013) Hƣớng dẫn giải CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 16

Mg + AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag Mg + Cu(NO3)2  Mg(NO3)2 + Cu Fe + AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu - Chất rắn A: Ag, Cu, Fe - Dung dịch B: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 Sơ đồ tách: FeCl2 ñpdd Fe HCl dö Ag Cu HCl Fe Ag O2 ,to Ag Ag khoâng tan Cu CuO CHuCCl dl2ö HCl ñpdd  Cu Phương trình phản ứng theo sơ đồ tách: - Cho chất rắn A vào dung dịch HCl dư. Thu được phần chất rắn là kim loại Cu, Ag và phần dung dịch FeCl2 và HCl dư. Điện phân dung dịch thu được Fe 2HCl ñieänphaândungdòch H2 + Cl2 FeCl2 ñieänphaândungdòch Fe + Cl2 - Nung 2 kim loại trong không khí tới khối lượng không đổi thu được chất rắn gồm CuO và Ag. Cho chất rắn sau phản ứng vào dung dịch HCl dư thu được Ag. 2Cu + O2 to  2CuO CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O - Điện phân dung dịch hỗn hợp CuCl2 và HCl dư thu được Cu CuCl2 ñieänphaândungdòch Cu + Cl2 2HCl ñieänphaândungdòch H2 + Cl2 Câu 28. Quặng boxit có thành phần chính là Al2O3 có lẫn một lượng Fe2O3 và SiO2. Bằng phương pháp hoá học hãy tách Al2O3 ra khỏi hỗn hợp. Viết phương trình phản ứng minh hoạ. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Thái Bình – Năm học 2010 - 2011) Hƣớng dẫn giải Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH dư Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O Lọc tách phần dung dịch rồi dẫn khí CO2 tới dư vào CO2 + NaOH  NaHCO3 CO2 + NaAlO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 Lọc tách kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao 2Al(OH)3 to  Al2O3 + 3H2O  Lƣu ý: Không dùng NaOH đặc nóng vì SiO2 cũng tác dụng tạo ra dung dịch Na2SiO3, chất này tác dụng với CO2 tạo ra kết tủa H2SiO3 sẽ lẫn với Al(OH)3 CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 17

SiO2 + 2NaOH to  Na2SiO3 + H2O Na2SiO3 + CO2 + H2O  Na2CO3 + H2SiO3  Câu 29. Nêu phương pháp tách hai muối FeCl2 và CuCl2 ra khỏi hỗn hợp của chúng mà khối lượng không thay đổi. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra (nếu có). (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Hải Dương – Năm học 2010 - 2011) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách: CFeuCCll22 NaOH  CFeu((OOHH))22 to  Fe2O3 H2 ,to Fe CuO Cu Cu Cl2CuCl2 Fe HCl Cu FeCl2 Coâ caïn FeCl2 HCl dö Phương trình phản ứng: - Cho hỗn hợp tác dụng NaOH dư, lọc tách kết tủa đem nung nóng thu được 2 oxit, cho 2 oxit này qua H2 nung nóng được hỗn hợp 2 kim loại FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 to  2Fe2O3 + 4H2O Cu(OH)2 to  CuO + H2O Fe2O3 + 3H2 to  2Fe + 3H2O CuO + H2 to  Cu + H2O - Cho Fe và Cu vào dung dịch HCl dư đến khi phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn là Cu. Cô cạn dung dịch (HCl và H2O bay hơi) thu được FeCl2 tinh khiết Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 - Cho Cu tác dụng với clo dư, to thu được CuCl2 Cu + Cl2 to  CuCl2 Câu 30. Bằng phương pháp hoá học hãy tinh chế NaCl trong hỗn hợp các chất bột sau: NaCl, CaCl2, MgCl2, BaCl2. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Thành phố Hồ Chí Minh – Năm học 2013 - 2014) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách chất: CaCO3 MgCO3 BaCO3 MNagCCll,2C,aBCalC2l2 Na2CO3 NaCl dö HCl NaCl to  NaCl Na2CO3 HCl dö Phương trình phản ứng: khan CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 18

- Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch Na2CO3 dư, lọc tách kết tủa thu được dung dịch NaCl và Na2CO3 dư CaCl2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaCl MgCl2 + Na2CO3  MgCO3 + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3  BaCO3 + 2NaCl - Cho axit HCl dư vào dung dịch NaCl và Na2CO3, sau khi phản ứng kết thúc cô cạn dung dịch thu được NaCl Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O Câu 31. Một hỗn hợp rắn A gồm 0,2 mol Na2CO3, 0,1 mol BaCl2 và 0,1 mol MgCl2. Chỉ được dùng thêm nước hãy trình bày cách tách mỗi chất trên ra khỏi hỗn hợp. Yêu cầu mỗi chất sau khi tách ra không thay đổi khối lượng so với ban đầu (Các dụng cụ, thiết bị cần thiết kể cả nguồn nhiệt, nguồn điện cho đầy đủ). (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Nghệ An – Năm học 2011 - 2012) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách chất: NaCl 0, 4 ñpdd H2 ,Cl2 to  HCl 0, 4 NaOH 0, 4 Na2CO3  0,2 H2O B0a,C1l2 MgCl2 CO2 0,2  0,1 BaO MgO BBMagCCOO3300,,11 t0 Ba(OH)2 HCl BaCl2 BaO H2O MgO MgO HCl MgCl2 Phương trình phản ứng: - Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A vào nước được dung dịch chứa 0,4 mol NaCl, lọc lấy rắn B gồm 0,1 mol BaCO3 và 0,1 mol MgCO3 Na2CO3 + BaCl2  BaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + MgCl2  MgCO3 + 2NaCl - Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn đến khi hết khí Cl2 thì dừng lại thu được dung dịch chứa 0,4 mol NaOH, thu lấy hỗn hợp khí Cl2 và H2 vào bình kín tạo điều kiện để phản ứng xảy ra hoàn toàn được khí HCl. Cho khí HCl vào nước thu được dung dịch có 0,4 mol HCl 2NaCl + 2H2O ñiemänapønhganângdauênnxgodápòch 2NaOH + H2 + Cl2 H2  Cl2  to  2HCl CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 19

- Nhiệt phân hoàn toàn chất rắn B trong bình kín rồi thu lấy khí ta được 0,2 mol CO2. Chất rắn còn lại trong bình gồm 0,1 mol BaO và 0,1 mol MgO BaCO3 to  BaO + CO2 MgCO3 to  MgO + CO2 - Cho CO2 sục vào dung dịch NaOH để phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 0,2 mol Na2CO3 2NaOH + CO2  Na2CO3 + H2O - Cho hỗn hợp BaO và MgO vào nước dư, lọc lấy phần không tan là 0,1 mol MgO và dung dịch sau khi lọc bỏ MgO chứa 0,1 mol Ba(OH)2 - Cho MgO tan hoàn toàn trong một nửa dung dịch HCl rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 0,1 mol MgCl2 MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O - Cho dung dịch Ba(OH)2 tác dụng với một nửa dung dịch HCl rồi đun cạn dung dịch sau phản ứng được 0,1 mol BaCl2 BaO + H2O  Ba(OH)2 Ba(OH)2 + 2HCl  BaCl2 + 2H2O Câu 32. Trình bày phương pháp hóa học để loại bỏ hết tạp chất khí: a) CO trong hỗn hợp khí gồm CO2 và CO. b) CO2 trong hỗn hợp khí gồm CO2 và CO. c) HCl trong hỗn hợp khí gồm HCl và CO2. d) Cl2 trong hỗn hợp khí gồm Cl2 và O2. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Đại học Vinh – Năm học 2011 - 2012) Hƣớng dẫn giải a) Cho hỗn khí qua CuO dư nung nóng để loại bỏ CO CuO + CO to  Cu + CO2 b) Cho hỗn khí qua dung dịch Ca(OH)2 dư để loại bỏ CO2 Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O c) Cho hỗn khí qua dung dịch NaHCO3 dư (để loại bỏ HCl) sau đó cho qua H2SO4 đặc để hấp thụ H2O HCl + NaHCO3  NaCl + CO2 + H2O H2SO4 đặc hấp thụ hơi nước d) Cho hỗn khí qua dung dịch Ca(OH)2 dư để loại bỏ Cl2 2Ca(OH)2 + 2Cl2  CaCl2 + Ca(ClO)2 + H2O Câu 33. Từ KMnO4, NH4HCO3, Fe, MnO2, NaHSO3, BaS và các dung dịch Ba(OH)2, HCl đặc có thể điều chế được những khí gì? Viết phương trình hoá học. Khi điều chế các khí trên thường có lẫn hơi nước, để làm khô tất cả các khí đó chỉ bằng một hoá chất thì chọn chất nào trong số các chất sau đây: CaO, CaCl2 khan, H2SO4 đặc, P2O5, NaOH rắn. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Nghệ An – Năm học 2008 - 2009) Hƣớng dẫn giải - Các khí có thể điều chế được gồm O2, NH3, H2, Cl2, H2S, CO2, SO2, HCl, N2, NO, NO2. Các phương trình hoá học: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 20

2KMnO4 to  K2MnO4 + MnO2 + O2 NH4HCO3 + Ba(OH)2  BaCO3 + NH3 + 2H2O Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 MnO2 + 4HCl đặc to  MnCl2 + Cl2 + 2H2O BaS + 2HCl  BaCl2 + H2S NH4HCO3 + HCl  NH4Cl + CO2 + H2O Na2SO3 + 2HCl  2NaCl + SO2 + H2O H2 + Cl2 to  2HCl 4NH3 + 3O2 to  2N2 + 6H2O N2 + O2 3000oC 2NO 2NO + O2  2NO2 - Để làm khô tất cả các khí trên có lẫn hơi nước mà chỉ dùng một hoá chất thì ta chọn CaCl2 khan. Vì chỉ có CaCl2 khan sau khi hấp thụ hơi nước đều không tác dụng với các khí đó. - Không dùng CaO vì CaO tác dụng với CO2, SO2, NO2. Mặt khác CaO tác dụng với H2O tạo ra Ca(OH)2, chất này tác dung với Cl2, H2S, CO2, SO2, HCl, NO2. - Không dùng H2SO4 đặc vì chất này tác dụng với NH3, H2S. - Không dùng P2O5 vì chất này tác dụng với H2O tạo H3PO4 sẽ tác dụng với NH3. - Không dùng NaOH rắn vì chất này tác dụng với Cl2, H2S, CO2, SO2, HCl, NO2. Câu 34. Hỗn hợp khí gồm CO, CO2, C2H4 và C2H2. Trình bày phương pháp dùng để tách từng khí ra khỏi hỗn hợp. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Thanh Hóa – Năm học 2014 - 2015) Hƣớng dẫn giải - Dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch Ca(OH)2 dư thì CO2 được giữ lại. Nhiệt phân CaCO3 thu được CO2 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O CaCO3 to  CaO + CO2 - Dẫn hỗn hợp khí còn lại qua dung dịch AgNO3 dư trong NH3, lọc tách thu được kết tủa và hỗn hợp khí CO, C2H4 và NH3. Cho kết tủa tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được C2H2 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3  C2Ag2 + 2NH4NO3 C2Ag2 + H2SO4  C2H2 + Ag2SO4 - Hỗn hợp CO và C2H4 cho qua dung dịch Br2 dư, tách được khí CO vì không có phản ứng C2H4 + Br2  C2H4Br2 Cho C2H4Br2 tác dụng với Zn thu được C2H4 C2H4Br2 + Zn  C2H4 + ZnCl2 Câu 35. Có một hỗn hợp gồm 5 kim loại: Al, Mg, Fe, Cu, Ag. Hãy dùng phương pháp hoá học để tách riêng từng kim loại với khối lượng không đổi. Viết phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình tách. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Phú Thọ – Năm học 2011 - 2012) CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 21

Hƣớng dẫn giải - Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư thu được các kim loại không tan (Mg, Fe, Cu, Ag) và dung dịch X (NaAlO2, NaOH dư). Sục CO2 dư vào dung dịch X, lọc tách kết tủa đem nung nóng được Al2O3. Điện phân nóng chảy Al2O3 thu được Al 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 NaOH + CO2  NaHCO3 2Al(OH)3 to  Al2O3 + 3H2O 2Al2O3 ñieänphaân noùngchaûy 4Al + 3O2 - Cho hỗn hợp Mg, Fe, Cu, Ag tác dụng với axit HCl dư thu được dung dịch Y (MgCl2, FeCl2, HCl dư) và 2 kim loại không tan (Ag, Cu) - Tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp Cu, Ag theo sơ đồ sau: CuCl2 ñpddCu Cu O2,to  CuO HCl Ag Ag Ag Cho hỗn hợp Cu, Ag qua oxi nung nóng, sản phẩm thu được cho tác dụng HCl dư, lọc tách Ag không tan, điện phân dung dịch CuCl2 thu được Cu 2Cu + O2 to  2CuO CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O CuCl2 ñieänphaândungdòch Cu + Cl2 2HCl (dư) ñieänphaândungdòch H2 + Cl2 - Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc tách kết tủa rồi tách theo sơ đồ sau: Mg ñpnc MgCl2 MFeg(O(OHH)2)2 to  MgO Hto2 MgO Cl2 MgO H2O Fe2O3 Fe FeCl3 Fe ñpdd FeCl3 Phương trình phản ứng: NaOH + HCl  NaCl + H2O MgCl2 + 2NaOH  Mg(OH)2 + 2NaCl FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl Mg(OH)2 to  MgO + H2O 4Fe(OH)2 + O2 to  2Fe2O3 + 4H2O Fe2O3 + 3H2 to  2Fe + 3H2O 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 MgO + 2HCl  MgCl2 + H2O MgCl2 ñieänphaân noùngchaûy Mg + Cl2 CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 22

2FeCl3 ñieänphaândungdòch 2Fe + 3Cl2 Câu 36. Nêu phương pháp tách 3 oxit MgO, FeO, CuO ra khỏi hỗn hợp của chúng mà khối lượng mỗi chất không thay đổi so với ban đầu. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra (Các hóa chất, dụng cụ và các điều kiện cần thiết coi như có đủ). (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương – Năm học 2010 - 2011) Hƣớng dẫn giải - Cho H2 dư vào hỗn hợp, nung nóng, khi phản ứng kết thúc thu được hỗn hợp MgO, Fe, Cu FeO + H2 to  Fe + H2O CuO + H2 to  Cu + H2O - Cho 3 chất MgO, Fe, Cu tác dụng Cl2 dư, to thu được hỗn hợp MgO, FeCl3, CuCl2. Cho H2O dư vào hỗn hợp này lọc tách MgO không tan thu được dung dịch gồm FeCl3, CuCl2 2Fe + 3Cl2  2FeCl3 Cu + Cl2 to  CuCl2 - Từ dung dịch FeCl3, CuCl2 điều chế FeO, CuO theo sơ đồ sau: Cu O2CuO CFeuCCll32 ñpdd  Fe HCl Cu FeCl2 NaOH Fe(OH)2 to  FeO Phương trình phản ứng: 2FeCl3 ñieänphaândungdòch 2Fe + 3Cl2 CuCl2 ñieänphaândungdòch Cu + Cl2 Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 FeCl2 + 2NaOH  2NaCl + Fe(OH)2 Fe(OH)2 to  FeO + H2O Câu 37. Có một hỗn hợp rắn gồm Al, Fe2O3, Cu, Al2O3. Hãy trình bày sơ đồ tách các chất trên ra khỏi nhau mà không làm thay đổi lượng của mỗi chất. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Đề thi vào lớp 10 THPT chuyên ĐHSP Hà Nội – Năm học 2010 - 2011) Hƣớng dẫn giải Sơ đồ tách chất: CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 23

Fe2O3 FAel22OO33 NaOH Al AlCl3 X NaAlO2 CFeu2O3 Fe2O3 NaOH dö CuCl2 H2O Cl2 Al2O3  Y NaAlO2 Al2O3 NaOH dö CAulCCll32 NaOH CuCl2 HCl Cu(OH)2 X NaAlO2 CO2H2O Al(OH)3 to  Al2O3 NaOH dö Y NaAlO2 CO2H2O Al(OH)3 HCl AlCl3 NaOH dö Phương trình phản ứng: - Cho hỗn hợp tác dụng với Cl2/to, lấy sản phẩm cho vào H2O thu được chất không tan là Fe2O3, Al2O3 và dung dịch chứa AlCl3, CuCl2 - Cho NaOH dư vào hỗn hợp Fe2O3, Al2O3 lọc tách Fe2O3 không tan thu được dung dịch chứa NaAlO2 và NaOH dư. Sục CO2 dư vào dung dịch này (1), lọc tách kết tủa đem nung nóng thu được Al2O3 (2) Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O NaOH + CO2  NaHCO3 NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 2Al(OH)3 to  Al2O3 + 3H2O - Cho NaOH dư vào dung dịch chứa AlCl3, CuCl2 thu được kết tủa Cu(OH)2 và dung dịch chứa NaAlO2, NaOH dư. Lọc tách kết tủa cho tác dụng axit HCl dư, sau phản ứng đem cô cạn thu được CuCl2 CuCl2 + 2NaOH  Cu(OH)2 + 2NaCl AlCl3 + 4NaOH  NaAlO2+ 3NaCl + 2H2O - Sục CO2 dư vào dung dịch nước lọc NaAlO2, NaOH dư lọc tách kết tủa cho tác dụng axit HCl dư, sau phản ứng đem cô cạn thu được AlCl3 NaOH (dư) + CO2  NaHCO3 NaAlO2 + CO2 + 2H2O  Al(OH)3 + NaHCO3 Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O Câu 38. Cho hỗn hợp X gồm Ba, Na, CuO và Fe2O3. Trình bày phương pháp tách thu lấy từng kim loại từ hỗn hợp X và viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Đề thi chọn học sinh giỏi lớp 9 - Tỉnh Hải Dương – Năm học 2013 - 2014) Hƣớng dẫn giải CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 24

Cho hỗn hợp X vào nước dư, lọc thu lấy hỗn hợp chất rắn gồm CuO, Fe2O3 và dung dịch chứa Ba(OH)2, NaOH. - Tách riêng từng kim loại Ba, Na ra khỏi hỗn hợp Ba(OH)2, NaOH theo sơ đồ sau: NaOH to  NaOH ñpnc Na   (NH4 )2 CO3 dö Ba(OH)2 (NH4)2CO3 NaOH BaCO3 HCl BaCl2 ñpnc Ba Phương trình phản ứng: Ba(OH)2 + (NH4)2CO3  BaCO3 + 2NH3 + 2H2O BaCO3 + 2HCl  BaCl2 + H2O + CO2 BaCl2 ñieänphaân noùngchaûy Ba + Cl2 (NH4)2CO3 to  2NH3 + CO2 + H2O 4NaOH ñieänphaân noùngchaûy 4Na + O2 + 2H2O - Tách riêng từng oxit ra khỏi hỗn hợp CuO, Fe2O3 theo sơ đồ sau: Cu O2,toCuO CuO H2 ,to  Cu HCl Fe2O3 Fe Fe2O3 to Fe(OH)2 NaOH FeCl2 HCl dö Phương trình phản ứng: Fe2O3 + 3H2 to  2Fe + 3H2O CuO + H2 to  Cu + H2O 2Cu + O2 to  2CuO NaOH + HCl  NaCl + H2O FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 to  2Fe2O3 + 4H2O CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 25

CHUYÊN ĐỀ TÁCH CHẤT VÔ CƠ 26