Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nhận biết ion nhóm IIA, sulfate và carbonate (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Các muối carbonate của nhóm II (trừ Be, Mg tan ít) như BaCO${}_3$, CaCO${}_3$, SrCO${}_3$ đều không tan trong nước ở 20°C. Kiểm tra các phương án khác: B sai vì MgSO${}_4$ tan tốt (CaSO${}_4$, SrSO${}_4$ tan ít nhưng MgSO${}_4$ tan nhiều); C sai vì các muối chloride của Mg, Ca, Sr đều tan tốt; D sai vì mọi muối nitrate đều tan trong nước. Vậy chỉ có dãy carbonate ở phương án A thỏa mãn.

(AI giải đề cho tôi)
Dùng Na2CO3: Ba2+ + CO3^2- → BaCO3 kết tủa trắng, trong khi NaOH, NaCl, NaNO3 không có hiện tượng với BaCl2. Đáp án B, khớp với đáp án nguồn (15 - B).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với dung dịch Ba(HCO3)2: HNO3 tác dụng (thải CO2): HCO3- + H+ → CO2 + H2O. Ca(OH)2 tác dụng: Ba(HCO3)2 + Ca(OH)2 → BaCO3 + CaCO3 + 2H2O. Na2SO4 tác dụng do tạo kết tủa BaSO4: Ba2+ + SO4^2- → BaSO4↓. NaCl và KNO3 không tác dụng. Vậy dãy đều tác dụng là HNO3, Ca(OH)2, Na2SO4 → đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Dùng BaCO${}_3$: với KOH không phản ứng; với HCl loãng: BaCO${}_3$ + 2HCl → BaCl${}_2$ + CO${}_2$↑ + H${}_2$O, chất rắn tan hoàn toàn, sủi bọt; với H${}_2$SO${}_4$ loãng: BaCO${}_3$ + H${}_2$SO${}_4$ → BaSO${}_4$↓ + CO${}_2$↑ + H${}_2$O, xuất hiện kết tủa BaSO${}_4$ bao quanh làm phản ứng nhanh ngừng, chất rắn không tan hết. Ba hiện tượng khác nhau nên phân biệt được. Loại A vì quỳ chỉ phân biệt KOH với hai axit (cùng làm đỏ); loại B vì Zn chỉ phản ứng với hai axit như nhau, không tác dụng KOH; loại C vì Al phản ứng với cả KOH lẫn hai axit đều thoát H${}_2$ (Al + 2KOH + 2H${}_2$O → KAlO${}_2$ + 3H${}_2$↑; 2Al + 6HCl → 2AlCl${}_3$ + 3H${}_2$↑) nên không phân biệt được.

(AI giải đề cho tôi)
Dùng BaCl₂ dư: dung dịch (1) chỉ có CO₃²⁻ → kết tủa BaCO₃ hoàn toàn: $C{O}_3^{2-}+B{a}^{2+}\to BaC{O}_3\downarrow$; dung dịch (2) chỉ có HCO₃⁻ → không có kết tủa (Ba(HCO₃)₂ tan); dung dịch (3) có cả hai → kết tủa một phần. Lọc rồi cho H₂SO₄ vào nước lọc: (1) nước lọc không còn CO₃²⁻/HCO₃⁻ → không hiện tượng; (2) còn HCO₃⁻ → sủi bọt CO₂: $HC{O}_3^{-}+H^{+}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O$; (3) phần HCO₃⁻ dư không bị kết tủa → sủi bọt CO₂. Kết quả ba trường hợp: (1) có tủa, nước lọc không sủi bọt; (2) không tủa, nước lọc sủi bọt; (3) có tủa, nước lọc sủi bọt → phân biệt được cả 3. Các phương án A, B, D không tạo kết tủa phân biệt được (NaCl, NH₄Cl không tác dụng; KOH dư biến mọi mẫu thành CO₃²⁻/OH⁻ giống nhau).

(AI giải đề cho tôi)
Ba(HCO3)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaHCO3 (BaCO3 kết tủa). Với CaCl2, KNO3, NaCl không có kết tủa/khí/phản ứng xảy ra. Vậy chọn D.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với dung dịch Ba(HCO${}_3$)${}_2$: (1) HNO${}_3$ tác dụng: H${}^{+}$ + HCO${}_3^{-}$ → CO${}_2$↑ + H${}_2$O. (2) NaCl: không phản ứng (không tạo kết tủa, không có phản ứng trao đổi). (3) Na${}_2$SO${}_4$: Ba${}^{2+}$ + SO${}_4^{2-}$ → BaSO${}_4$↓. (4) Ca(OH)${}_2$: HCO${}_3^{-}$ + OH${}^{-}$ → CO${}_3^{2-}$ + H${}_2$O, sau đó Ba${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → BaCO${}_3$↓. (5) KHSO${}_4$: H${}^{+}$ (từ HSO${}_4^{-}$) + HCO${}_3^{-}$ → CO${}_2$↑ + H${}_2$O và Ba${}^{2+}$ + SO${}_4^{2-}$ → BaSO${}_4$↓. (6) Mg(NO${}_3$)${}_2$: không phản ứng vì Mg(HCO${}_3$)${}_2$ tan tốt, không tạo kết tủa. Vậy dãy các chất đều tác dụng được là HNO${}_3$, Ca(OH)${}_2$, KHSO${}_4$, Na${}_2$SO${}_4$, trùng đáp án nguồn (60B).

(AI giải đề cho tôi)
Dùng dung dịch Na2SO4: BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 kết tủa trắng, còn NaCl không hiện tượng. Các dung dịch HNO3, KNO3, NaNO3 không tạo kết tủa với BaCl2 nên không phân biệt được. Đáp án khớp với đáp án nguồn (60.B).

Ống 1: $C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3$
Ống 2: $B{a}^{2+}+S{O}_4^{2-}\to BaS{O}_4$
Ống 3: $HC{O}_3^{-}+O{H}^{-}\to C{O}_3^{2-}+H_{2}O$
$C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3$
Ống 4: $H^{+}+HC{O}_3^{-}\to C{O}_2+H_{2}O$

(AI giải đề cho tôi)
Câu 6: Mẫu nước thử với 4 thuốc thử. Ống 1 (Na2CO3) có kết tủa → mẫu chứa Ca2+ (Ca2+ + CO3^2- → CaCO3↓). Ống 2 (BaCl2) có kết tủa → chứa SO4^2- (Ba^2+ + SO4^2- → BaSO4↓). Ống 3 (NaOH) có kết tủa → Ca2+ tạo Ca(OH)2 kết tủa. Ống 4 (HNO3) sủi bọt khí → chứa HCO3^- (HCO3^- + H+ → CO2↑ + H2O). Kiểm tra tính tương hợp: Ca2+, SO4^2-, HCO3^- cùng tồn tại được (như Ca(HCO3)2 trong nước cứng). Loại A vì H+ không tạo kết tủa với Na2CO3 mà sinh khí, và H+ không gây sủi bọt với HNO3; loại C vì không có cation để NaOH tạo kết tủa; loại D vì Ca2+ và CO3^2- không thể cùng tồn tại (CaCO3 kết tủa). Vậy mẫu nước chứa (2), (3), (4).

(AI giải đề cho tôi)
Câu 6: Mẫu nước thử với 4 thuốc thử: (1) Na₂CO₃ xuất hiện kết tủa → phải có Ca²⁺: $C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3\downarrow$, vậy có ion (2). (2) BaCl₂ kết tủa → có SO₄²⁻: $B{a}^{2+}+S{O}_4^{2-}\to BaS{O}_4\downarrow$, vậy có ion (3). (3) NaOH kết tủa → HCO₃⁻ bị chuyển thành CO₃²⁻ rồi kết tủa với Ca²⁺: $HC{O}_3^{-}+O{H}^{-}\to C{O}_3^{2-}+H_{2}O$; $C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3\downarrow$, vậy có ion (4). (4) HNO₃ sủi bọt khí → $HC{O}_3^{-}+H^{+}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O$, khẳng định có ion (4). Loại trừ: nếu có CO₃²⁻ (5) thì không thể đồng thời có Ca²⁺ (2) vì đã tạo CaCO₃ kết tủa; nếu có H⁺ (1) thì không thể có HCO₃⁻/CO₃²⁻ và không giải thích được kết tủa với NaOH. Do đó A (chứa H⁺), C (thiếu Ca²⁺, không giải thích ống 1), D (đồng thời Ca²⁺ và CO₃²⁻, mâu thuẫn) đều sai. Mẫu nước chứa (2) Ca²⁺, (3) SO₄²⁻, (4) HCO₃⁻ → đáp án B, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Phân tích từng hiện tượng: Ống 1 (Na2CO3) tạo kết tủa → có Ca2+ (CaCO3 kết tủa: Ca2+ + CO3^2- → CaCO3↓). Ống 2 (BaCl2) tạo kết tủa → có SO4^2- (BaSO4 kết tủa: Ba2+ + SO4^2- → BaSO4↓). Ống 3 (NaOH) tạo kết tủa → do HCO3- bị OH- chuyển thành CO3^2- rồi kết tủa với Ca2+: HCO3- + OH- → CO3^2- + H2O; Ca2+ + CO3^2- → CaCO3↓. Ống 4 (HNO3) sủi bọt khí → có HCO3- (HCO3- + H+ → CO2↑ + H2O). Loại (1) H+ vì H+ không thể cùng tồn tại với HCO3-/CO3^2- (sẽ phản ứng sinh CO2); loại (5) CO3^2- vì CO3^2- không thể cùng tồn tại với Ca2+ (kết tủa CaCO3 ngay trong mẫu nước). Vậy mẫu nước chứa (2) Ca2+, (3) SO4^2-, (4) HCO3- → đáp án B, trùng với đáp án nguồn.

Đáp án: 3

(AI giải đề cho tôi)
Phân tích từng hiện tượng: Ống (1) Na2CO3 tạo kết tủa → mẫu chứa Ca2+ (CaCO3 kết tủa: Ca2+ + CO3^2- → CaCO3↓), loại H+ (H+ tác dụng với CO3^2- chỉ sủi khí, không kết tủa). Ống (2) BaCl2 tạo kết tủa → do SO4^2- (BaSO4↓), vì CO3^2- không thể có mặt cùng Ca2+ (sẽ kết tủa CaCO3 ngay trong mẫu). Ống (3) NaOH tạo kết tủa → Ca2+ + 2OH- → Ca(OH)2↓ (hoặc OH- chuyển HCO3- thành CO3^2- rồi kết tủa CaCO3). Ống (4) HNO3 sủi bọt khí → có HCO3- (HCO3- + H+ → CO2↑ + H2O); CO3^2- bị loại vì không tương thích với Ca2+. Vậy các ion có thể có mặt: Ca2+, SO4^2-, HCO3- → tổng số 3 ion, khớp đáp án nguồn.

Chọn đáp án A
Giải thích:
+ Tổng kết: suy ra:
$$\{\begin{array}{l}C{O}_3^{2-}:0,2\text{ mol}\\ HC{O}_3^{-}:0,2\text{ mol}\\ N{a}^{+}:0,3\text{ mol}\\ K^{+}:0,3\text{ mol}\end{array}\text{(dd Z)};\{\begin{array}{l}{H}^{+}:0,3\text{ mol}\\ S{O}_4^{2-}:0,1\text{ mol}\\ C{l}^{-}:0,1\text{ mol}\end{array}\text{(dd T)}$$

+ Cho từ từ dd T vào dd Z → phản ứng xảy ra theo thứ tự:
(1) $H^{+}+C{O}_3^{2-}\to HC{O}_3^{-}$
(2) $H^{+}+HC{O}_3^{-}\to C{O}_2+H_{2}O$
$\Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{H^{+}}-n_{C{O}_3^{2-}}=0,1$ mol $\Rightarrow V_{C{O}_2}=0,1.22,4=2,24$ lít.

dd G gồm: $\{\begin{array}{l}S{O}_4^{2-}:0,1\text{ mol}\\ HC{O}_3^{-}:0,3\text{ mol}\\ N{a}^{+},K^{+},C{l}^{-}\end{array}$

+ Cho dd $Ba(OH{)}_2$ dư + dd G → $\{\begin{array}{l}BaC{O}_3:0,3\text{ mol}\\ BaS{O}_4:0,1\text{ mol}\end{array}$
$\Rightarrow m_{k\acute{\hat{e}}ttủa}=0,3.197+0,1.233=82,4$ gam.

Chọn đáp án C

Dung dịch $Ba{\left(HC{O}_3\right)}_2$ khi tác dụng với dung dịch $H_{2}S{O}_4$ vừa tạo khí, vừa tạo kết tủa:
$$Ba{\left(HC{O}_3\right)}_2+H_{2}S{O}_4\to BaS{O}_4+2C{O}_2+2H_{2}O$$

Đáp án D

Các ion cùng tồn tại trong một dung dịch khi các ion này không tác dụng với nhau.

A. Sai. Khi ion $F{e}^{2+}$ gặp hỗn hợp oxi hóa mạnh $(H^{+},N{O}_3^{-})$ thì sẽ bị oxi hóa tạo thành $F{e}^{3+}$, khí NO và nước.

B. Sai. $B{a}^{2+}$ khi gặp $P{O}_4^{3-}$ sẽ tạo thành kết tủa $B{a}_3(P{O}_4{)}_2$ màu vàng nhạt.

C. Sai. $HC{O}_3^{-}$ tác dụng với $O{H}^{-}$ tạo thành $HC{O}_3^{2-}$ và nước.

(AI giải đề cho tôi)
Sục CO_2 vào dung dịch Ba(OH)_2 dư xảy ra phản ứng: CO_2 + Ba(OH)_2 → BaCO_3↓ + H_2O. BaCO_3 là kết tủa màu trắng. Các khí O_2, H_2 không phản ứng với Ba(OH)_2; HCl (khí hydro chloride tan trong nước tạo dung dịch HCl) tác dụng với Ba(OH)_2 tạo BaCl_2 tan, không có kết tủa. Đáp án khớp với hướng dẫn giải (54B).

(AI giải đề cho tôi)
Từ thí nghiệm 2: A hoặc D tác dụng với C thoát CO${}_2$ nên C phải là NaHSO${}_4$ (môi trường axit), còn A và D là Na${}_2$CO${}_3$ và Mg(HCO${}_3$)${}_2$. Thí nghiệm 3: A + D cho kết tủa đúng với Na${}_2$CO${}_3$ + Mg(HCO${}_3$)${}_2$ → MgCO${}_3$↓. Thí nghiệm 1: A hoặc C + B cho kết tủa; B phải là BaCl${}_2$ vì BaCl${}_2$ + Na${}_2$CO${}_3$ → BaCO${}_3$↓ và BaCl${}_2$ + NaHSO${}_4$ → BaSO${}_4$↓. Vậy B là BaCl${}_2$, khớp đáp án nguồn (70C).