Bài viết dưới đây sẽ giúp các em học sinh nắm được các phương pháp cơ bản nhận biết Metan, Etilen, Axetilen. Ngoài ra còn có bài tập vận dụng giúp các em ghi nhớ kiến thức bài học nhanh hơn. Hy vọng đây là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh nâng cao rèn luyện các kĩ năng làm bài tập nhận biết, tính chế, tách chất.
Mục lục bài viết
1. Phương pháp nhận biết Metan, Etilen, Axetilen:
Để nhận biết các chất hữu cơ như Metan (CH4), Etilen (C2H4), và Axetilen (C2H2), chúng ta áp dụng một loạt bước phân tích cụ thể như sau:
Bước 1: Xác định tính chất riêng của từng chất cụ thể.
– Metan (CH4): Khí không màu, không mùi, không tan trong nước.
– Etilen (C2H4): Khí không màu, mùi hơi nhẹ, không tan trong nước.
– Axetilen (C2H2): Khí không màu, mùi hơi nhẹ, tan ít trong nước.
Bước 2: Lựa chọn thuốc thử.
– Metan (CH4): Sử dụng khí Clo (Cl2).
– Etilen (C2H4): Sử dụng dung dịch Brom (Br2).
– Axetilen (C2H2): Sử dụng dung dịch Brom và dung dịch AgNO3/NH3.
Bước 3: Trình bày phương pháp nhận biết theo các bước sau:
– Đánh số thứ tự các lọ hóa chất:
+ Metan (CH4): Lọ 1 (Cl2)
+ Etilen (C2H4): Lọ 2 (Br2)
+ Axetilen (C2H2): Lọ 3 (Br2), Lọ 4 (AgNO3/NH3)
– Tiến hành nhận biết:
+ Metan (CH4): Phản ứng với khí Clo (Cl2), mất màu vàng lục của khí Clo.
+ Etilen (C2H4): Phản ứng với dung dịch Brom (Br2), mất màu vàng nâu của dung dịch Brom.
+ Axetilen (C2H2): Phản ứng với dung dịch Brom (Br2), mất màu vàng nâu của dung dịch Brom. Phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3, có kết tủa vàng.
– Ghi nhận hiện tượng:
+ Metan (CH4): Mất màu vàng lục của khí Clo.
+ Etilen (C2H4): Mất màu vàng nâu của dung dịch Brom.
+ Axetilen (C2H2): Mất màu vàng nâu của dung dịch Brom, có kết tủa vàng khi phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3.
Phương trình hóa học nhận biết các chất được thể hiện như sau:
– Metan : CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
– Etilen: C2H4 + Br2 → C2H4Br2
– Axetilen: C2H2 + Br2 → C2H2Br4 hoặc C2H2 + AgNO3 + NH3 → NH4NO3 + C2Ag2
Như vậy, trên đây là phương pháp nhận biết các chất Metan, Etilen, Axetilen. Qua các bước trên, ta có thể nhận biết và xác định các chất hữu cơ này dựa trên tính chất hóa học đặc trưng của chúng.
2. Phương pháp tách và phương pháp tinh chế:
Thứ nhất: Phương pháp tách
Phương pháp tách là một quá trình quan trọng trong hóa học và phân tích hóa học để tách các chất từ một hỗn hợp. Có hai loại phương pháp chính được sử dụng: phương pháp vật lý và phương pháp hóa học.
Phương pháp vật lý:
– Chưng cất: Sử dụng để tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau dựa trên nhiệt độ sôi khác nhau của các chất. Sau đó, có thể sử dụng phương pháp ngưng tụ để thu hồi hóa chất.
– Chiết (phễu chiết): Dùng để tách riêng các chất hữu cơ tan được trong nước với các chất hữu cơ không tan trong nước bằng cách chất lỏng phân thành hai lớp.
– Lọc (phễu lọc): Sử dụng để tách các chất không tan ra khỏi dung dịch bằng cách sử dụng phễu lọc.
Phương pháp hóa học:
– Sử dụng các phản ứng hóa học thích hợp để lần lượt tách riêng các chất từ hỗn hợp. Phương pháp này yêu cầu chọn những phản ứng phù hợp cho từng chất và sử dụng các phản ứng có thể tái tạo lại các chất ban đầu sau khi phản ứng kết thúc.
– Quan trọng trong phương pháp hóa học là sự lựa chọn cẩn thận về phản ứng để đảm bảo hiệu suất cao và khả năng tái tạo các chất ban đầu một cách dễ dàng. Sự kết hợp linh hoạt giữa phương pháp vật lý và hóa học giúp nâng cao hiệu quả trong việc tách các chất từ hỗn hợp phức tạp
Thứ hai: Phương pháp tinh chế
Phương pháp tinh chế là một quá trình quan trọng trong hóa học, với nguyên tắc chủ yếu là làm sạch hóa chất nguyên chất bằng cách loại bỏ tạp chất từ hỗn hợp. Quá trình này là quan trọng để đảm bảo chất lượng cao và độ tinh khiết của sản phẩm hóa học cuối cùng.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là sử dụng hóa chất có khả năng tác dụng với tạp chất mà không tác dụng với nguyên chất cần tinh chế. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các chất tác như hóa chất hấp thụ, chất kết tủa, hoặc các phương pháp khác phù hợp.
Ví dụ, có thể sử dụng chất hấp thụ để hấp thụ tạp chất và tạo thành chất tan, hoặc sử dụng chất kết tủa để kết tủa tạp chất, sau đó lọc bỏ chúng khỏi hỗn hợp. Quá trình này đảm bảo rằng chỉ nguyên chất cần tinh chế được giữ lại, còn tạp chất đã bị loại bỏ.
Phương pháp tinh chế không chỉ quan trọng trong nghiên cứu khoa học mà còn trong sản xuất công nghiệp, nơi độ tinh khiết của sản phẩm là yếu tố chính để đáp ứng các yêu cầu chất lượng cao.
3. Bài tập vận dụng kèm lời giải chi tiết:
Bài 1: Nhận biết các lọ khí mất nhãn: N2, H2, CH4, C2H2, C2H4
Lời giải:
Nhận xét :
– N2: không cho phản ứng cháy.
– H2: phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong.
– CH4: phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong.
– Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết.
Tóm tắt cách giải :
– Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử.
– Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO3/NH3. Khí nào tạo được kết tủa vàng là C2H2.
C2H2 + Ag2O → AgC≡CAg ↓ + H2O
– Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brom (màu nâu đỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C2H4.
H2C=CH2 + Br2 → BrH2C-C2Br
– Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N2. Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH4. Mẫu còn lại là H2.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ +H2O
H2 + ½ O2 → H2O
Bài 2: Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp khí gồm CH4, C2H4, C2H2 và CO2
Lời giải:
– Dẫn hỗn hợp qua dd Ca(OH)2 dư thu được CaCO3
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Thoát ra ngoài là hỗn hợp khí CH4, C2H4, C2H2
– Dẫn hỗn hợp khí này qua dd AgNO3/NH3 thì C2H2 bị giữ lại trong kết tủa, thoát ra ngoài là CH4 và C2H4.
C2H2 + AgNO3 + NH3 → Ag-C≡C-Ag↓+ NH4NO3
– Dẫn hỗn hợp CH4 và C2H4 qua dd Brom thì C2H4 bị giữ lại, thu được CH4 tinh khiết.
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
*Tái tạo:
– Tái tạo CO2 bằng cách nhiệt phân muối CaCO3
CaCO3 → CaO + CO2
– Tái tạo C2H2 bằng cách cho Ag-C≡C-Ag tác dụng với HCl
Ag-C≡C-Ag + 2HCl →C2H2 + 2AgCl
– Tái tạo C2H4 bằng cách cho C2H4Br2 tác dụng với Zn/rượu
C2H4Br2 + Zn → C2H4 + ZnBr2
Bài 3: Một hỗn hợp gồm có khí etilen, CO2 và hơi nước. Trình bày phương pháp thu được khí etilen tinh khiết.
Lời giải:
Khí CO2 là oxit axit nên bị hấp thụ bởi dung dịch kiềm theo pt:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
H2SO4 đậm đặc rất háo nước vì vậy để thu được etielen tinh khiết ta dẫn hỗn hợp lần lượt qua bình 1 chứa Ca(OH)2 dư, bình 2 chứa H2SO4 đậm đặc dư
Bài 4: Nêu phương pháp hóa học để loại bỏ khí etilen có lẫn trong khí metan để thu được metan tinh khiết
Lời giải:
Dẫn hỗn hợp qua dung dịch nước Brom dư, khi đó etilen sẽ bị giữ lại, còn khí metan tinh khiết sẽ thoát ra:
C2H4 + Br2 → C2H4Br2
Bài 5: Dung dịch nào dùng để nhận biết stiren, toluen, phenol?
A. Dung dịch HCl.
B. Dung dịch Br2.
C. Dung dịch HNO3
D. Dung dịch NaOH
Đáp án B bởi lẽ:
– Khi dung dịch Br2 được thêm vào mẫu phenol, sẽ xuất hiện kết tủa trắng.
– Khi dung dịch Br2 được thêm vào mẫu stiren, sẽ làm mất màu dung dịch Br2.
Khi dung dịch Br2 được thêm vào mẫu toluen, không có hiện tượng gì xảy ra.
Cả ba hiện tượng trên đều là đặc điểm nhận biết của các hợp chất này khi tác động với dung dịch Br2
Bài 6: Nhận biết 4 chất lỏng trong lọ khi mất nhãn: ancol etylic, toluen, phenol, axit fomic
A. Quỳ tím, nước Br2, dung dịch K2CO3.
B. Na, dung dịch HCl, dung dịch AgNO3 trong NH3.
C. Dung dịch Na2CO3, nước Br2, Na.
D. Quỳ tím, nước Br2, dung dịch NaOH.
Đáp án C bởi lẽ:
– Na2CO3 được sử dụng để nhận biết axit fomic.
– Nước Br2 được sử dụng để nhận biết phenol.
– Na được sử dụng để nhận biết ancol etylic.
– Còn lại là toluen.
Các chất thuốc thử này được chọn vì chúng tương ứng với những tính chất đặc trưng của các chất trong danh sách (axit fomic, phenol, ancol etylic, toluen)
Bài 7: Phương pháp tách SO2 có lẫn trong C2H4 người ta cho hỗn hợp khí qua dung dịch
A. Ca(OH)2
B. KMnO4
C. Br2.
D. K2CO3
Đáp án A bởi lẽ: Sục hỗn hợp khí qua nước vôi trong thì SO2bị giữ lại, khí thoát ra chính là C2H4: SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3+ H2O
