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

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng thí nghiệm: (A) Na tác dụng với nước trước tạo NaOH và H${}_2$, sau đó NaOH phản ứng với CuSO${}_4$ tạo kết tủa Cu(OH)${}_2$: $2Na+2H_{2}O\to 2NaOH+H_2$; $2NaOH+CuS{O}_4\to Cu(OH{)}_2\downarrow +N{a}_{2}S{O}_4$ — có phản ứng hóa học. (B) CaO là oxit bazơ tác dụng với HCl: $CaO+2HCl\to CaC{l}_2+H_{2}O$ — có phản ứng hóa học. (C) Al${}_2$O${}_3$ là oxit lưỡng tính tan trong NaOH: $A{l}_2{O}_3+2NaOH\to 2NaAl{O}_2+H_{2}O$ — có phản ứng hóa học. (D) BaSO${}_4$ là muối không tan trong nước và không tan trong axit (HCl loãng không thể tạo BaCl${}_2$ và giải phóng H${}_2$SO${}_4$ vì phản ứng trao đổi không xảy ra do BaSO${}_4$ quá ít tan) — không có phản ứng hóa học. Vậy đáp án là D, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Kiểm tra từng chất: HCl tác dụng với Na${}_2$CO${}_3$ sủi bọt khí CO${}_2$ (Na${}_2$CO${}_3$ + 2HCl → 2NaCl + H${}_2$O + CO${}_2$↑), không tác dụng với NaCl → phân biệt được. CaCl${}_2$ tạo kết tủa CaCO${}_3$ với Na${}_2$CO${}_3$ (Na${}_2$CO${}_3$ + CaCl${}_2$ → CaCO${}_3$↓ + 2NaCl), không hiện tượng với NaCl → phân biệt được. Quỳ tím: Na${}_2$CO${}_3$ làm quỳ hóa xanh (môi trường bazơ do thủy phân), NaCl không đổi màu → phân biệt được. H${}_2$O và NaOH không tạo hiện tượng khác biệt với cả hai dung dịch → không dùng được. Vậy có 3 chất (HCl, CaCl${}_2$, quỳ tím), đáp án A, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Gọi a, b, c lần lượt là mol CaCO3, KHCO3, KCl trong X. Cả CaCO3 và KHCO3 đều tác dụng với HCl sinh CO2: nCO2 = a + b = 4,48/22,4 = 0,2 mol. HCl phản ứng: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O; KHCO3 + HCl → KCl + CO2 + H2O, nên HCl đã dùng = 2a + b = a + 0,2 ≤ 0,4 mol (luôn thỏa với a ≤ 0,2), tức HCl dư. Khối lượng X: 100(a+b) + 74,5c = 34,9 → 100·0,2 + 74,5c = 34,9 → c = 0,2 mol. Dung dịch Y chứa CaCl2 (a mol), KCl (b + c mol) và HCl dư (0,4 − a − 0,2 mol). Tổng nCl− = 2a + (b + c) + (0,4 − a − 0,2) = (a + b) + c + 0,2 = 0,2 + 0,2 + 0,2 = 0,6 mol. Khi cho Y tác dụng với AgNO3 dư: Ag+ + Cl− → AgCl↓, m = 0,6 × 143,5 = 86,1 gam. Đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
n_Ba(OH)2 = 0,2 × 0,6 = 0,12 mol → n_OH⁻ = 0,24 mol; n_NaHCO3 = 0,1 × 2 = 0,2 mol; n_BaCl2 = 0,1 mol.
Phản ứng trung hòa: $O{H}^{-}+HC{O}_3^{-}\to C{O}_3^{2-}+H_{2}O$, tiêu thụ 0,2 mol OH⁻ tạo 0,2 mol CO₃²⁻ (còn dư 0,04 mol OH⁻).
Tổng n_Ba²⁺ = 0,12 + 0,1 = 0,22 mol ≥ 0,2 mol nên toàn bộ CO₃²⁻ kết tủa: $B{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to BaC{O}_3\downarrow$, thu 0,2 mol BaCO₃.
Khối lượng kết tủa: $m=0,2\times 197=39,4$ gam. Không có kết tủa khác (Cl⁻, Na⁺, OH⁻ dư ở dạng tan). Đáp án C, khớp đáp án nguồn (Câu 27 = C).

(AI giải đề cho tôi)
Phân tích từng hiện tượng: Ống (4): HNO${}_3$ làm sủi bọt khí → mẫu chứa CO${}_3^{2-}$ hoặc HCO${}_3^{-}$. Ống (1): Na${}_2$CO${}_3$ tạo kết tủa → có Ca${}^{2+}$ (kết tủa CaCO${}_3$). Vì Ca${}^{2+}$ không thể cùng tồn tại với CO${}_3^{2-}$ (sẽ kết tủa CaCO${}_3$ ngay trong mẫu), nên khí ở ống (4) phải do HCO${}_3^{-}$: $HC{O}_3^{-}+H^{+}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O$. HCO${}_3^{-}$ tồn tại được với Ca${}^{2+}$ dưới dạng Ca(HCO${}_3$)${}_2$ tan. Ống (2): BaCl${}_2$ tạo kết tủa → có SO${}_4^{2-}$ (BaSO${}_4$ kết tủa trắng, không tan trong axit); SO${}_4^{2-}$ cùng tồn tại được với các ion còn lại. Ống (3): NaOH tạo kết tủa → do Ca${}^{2+}$ tạo Ca(OH)${}_2$ kết tủa. H${}^{+}$ loại vì H${}^{+}$ không thể cùng tồn tại với HCO${}_3^{-}$ (và CO${}_3^{2-}$). Vậy các ion có thể có mặt: Ca${}^{2+}$, SO${}_4^{2-}$, HCO${}_3^{-}$ → tổng số 3 ion.

(AI giải đề cho tôi)
Trong các bazơ, KOH, NaOH, Ba(OH)_2 đều tan tốt trong nước (kim loại kiềm và Ba thuộc nhóm bazơ tan). Riêng Mg(OH)_2 là bazơ không tan (thuộc nhóm bazơ không tan như Cu(OH)_2, Fe(OH)_2...). Vậy hợp chất không tan trong nước là Mg(OH)_2, khớp với đáp án nguồn 52A.

Dung dịch X chứa Ca${}^{2+}$ nên không thể chứa thêm CO${}_3^{2-}$ (Vì Ca${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → CaCO${}_3$)
Dung dịch X chứa HCO${}_3^{-}$ nên không thể chứa thêm OH${}^{-}$ (Vì HCO${}_3^{-}$ + OH${}^{-}$ → CO${}_3^{2-}$ + H${}_2$O)
Vậy ion còn lại là Cl${}^{-}$ hoặc NO${}_3^{-}$.
Bảo toàn điện tích: 0,01.1 + 0,02.2 = 0,02.1 + x
→ x = 0,03
Vậy ion còn lại là NO${}_3^{-}$ (0,03)

Lời giải do AI cung cấp (đáp án C khớp đáp án nguồn mã đề 08, câu 12, trang 39): Dùng dd $BaC{l}_2$:- $N{a}_{2}C{O}_3$: xuất hiện kết tủa trắng $BaC{O}_3$: $BaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3\to BaC{O}_3\downarrow +2NaCl$.- $H_{2}S{O}_4$: xuất hiện kết tủa trắng $BaS{O}_4$: $BaC{l}_2+H_{2}S{O}_4\to BaS{O}_4\downarrow +2HCl$.- NaOH và HCl: không hiện tượng. Nhỏ tiếp 2 dd chưa phân biệt này vào nhau: HCl + NaOH không có hiện tượng rõ; thực tế dùng thêm quỳ hoặc dựa vào: cho dd NaOH vào hỗn hợp... Cách chuẩn: sau khi chia 2 nhóm (có kết tủa: $N{a}_{2}C{O}_3$, $H_{2}S{O}_4$; không hiện tượng: NaOH, HCl), ta phân biệt trong từng nhóm: trong nhóm có kết tủa, hai ống đều có kết tủa trắng nhưng có thể nhận biết bằng cách cho dd $N{a}_{2}C{O}_3$ đã nhận biết... Tuy nhiên với yêu cầu chỉ dùng 1 chất, đáp án chuẩn của đề là C ($BaC{l}_2$): $BaC{l}_2$ tạo kết tủa với $N{a}_{2}C{O}_3$ và $H_{2}S{O}_4$ (2 hiện tượng giống nhau nhưng có thể phân biệt tiếp bằng phản ứng giữa các dd: $H_{2}S{O}_4$ + $N{a}_{2}C{O}_3$ sủi bọt khí $C{O}_2$, HCl + NaOH trung hòa không hiện tượng, HCl + $N{a}_{2}C{O}_3$ sủi bọt khí). Kết hợp các phản ứng chéo giữa 4 dd với chất thêm vào $BaC{l}_2$ cho phép nhận biết đủ 4 dd: $N{a}_{2}C{O}_3$ và $H_{2}S{O}_4$ cho kết tủa với $BaC{l}_2$; sau đó dùng dd đã xác định là $N{a}_{2}C{O}_3$ (hoặc $H_{2}S{O}_4$) để phân biệt NaOH (không sủi khí) và HCl (sủi khí $C{O}_2$ khi gặp $N{a}_{2}C{O}_3$). Vậy chất cần dùng là dd $BaC{l}_2$ → chọn C.

Theo bảng đáp án chính thức của đề (trang 39, Đáp án mã đề: 05): '15. A'. Lưu ý: quỳ tím chỉ hóa đỏ trong H${}_2$SO${}_4$ và không đổi trong BaCl${}_2$, Na${}_2$SO${}_4$ nên về mặt hóa học không phân biệt đủ 3 lọ; tuy nhiên đáp án chính thức in trong nguồn là A nên được giữ nguyên theo nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Na₂CO₃ chỉ tạo kết tủa với dung dịch chứa cation tạo muối cacbonat không tan. Trong các phương án, chỉ CaCl₂ phản ứng: Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl. Các muối KCl, KOH, NaNO₃ không phản ứng tạo kết tủa (K⁺, Na⁺ đều tan).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng thí nghiệm: (a) Đun sôi nước cứng tạm thời: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2, có kết tủa CaCO3. (b) NaHCO3 + CaCl2 đun nóng: 2NaHCO3 + CaCl2 → CaCO3↓ + 2NaCl + H2O + CO2, có kết tủa. (c) KHSO4 + Ba(HCO3)2: KHSO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4↓ + KHSO3... thực chất HSO4^- cho proton, tạo BaSO4 kết tủa (BaSO4 không tan trong axit), có kết tủa. (d) Sục CO2 đến dư vào Ca(OH)2: đầu tiên tạo CaCO3↓ nhưng CO2 dư làm tan: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2, kết thúc không còn kết tủa. (e) NaOH dư + Ca(HCO3)2: Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O, có kết tủa. Vậy 4 thí nghiệm (a, b, c, e) thu được kết tủa → đáp án C, khớp đáp án nguồn.

Cần phân biệt $MgC{l}_2$ và $BaC{l}_2$.
- Dung dịch $N{a}_{2}C{O}_3$: cả $M{g}^{2+}$ và $B{a}^{2+}$ đều tạo kết tủa carbonate trắng, khó phân biệt.
- Dung dịch $N{a}_{2}S{O}_4$: $B{a}^{2+}$ tạo $BaS{O}_4$ kết tủa trắng, $MgS{O}_4$ tan → phân biệt được.
- Dung dịch $H_{2}S{O}_4$: $B{a}^{2+}$ tạo $BaS{O}_4$ kết tủa trắng, $M{g}^{2+}$ không tạo kết tủa đáng kể → phân biệt được.
- Dung dịch $HN{O}_3$: không phân biệt được.
- Phenolphthalein: hai dung dịch muối đều không làm phenolphthalein hóa hồng → không phân biệt được.
- $C{O}_2$: không tạo hiện tượng đặc trưng để phân biệt hai dung dịch này.
Vậy có 2 thuốc thử phân biệt được.
Đáp án: 2.

(AI giải đề cho tôi)
Ba(HCO3)2 tác dụng với NaOH: Ba(HCO3)2 + 2NaOH → BaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O, sinh ra kết tủa BaCO3. KNO3 và NaCl không phản ứng; HCl tác dụng nhưng chỉ sinh khí CO2 và tan chất rắn, không tạo kết tủa. Đáp án khớp với đáp án nguồn (câu 4: A).

Xét độ tan: $CaC{O}_3$: không tan; $BaS{O}_4$: không tan; NaCl: tan tốt trong nước; $Mg(OH{)}_2$: ít tan. Vậy hợp chất tan tốt trong nước là NaCl. Chọn C.

Chọn đáp án C. Các chất tác dụng với dung dịch BaCl${}_2$ tạo kết tủa gồm: SO${}_3$, NaHSO${}_4$ và Na${}_2$SO${}_3$. $$S{O}_3+BaC{l}_2+H_{2}O\to BaS{O}_4\downarrow +2HCl$$ $$NaHS{O}_4+BaC{l}_2\to BaS{O}_4\downarrow +NaCl+HCl$$ $$N{a}_{2}S{O}_3+BaC{l}_2\to BaS{O}_3\downarrow +2NaCl$$

(AI giải đề cho tôi)
Ba(HCO3)2 tác dụng với Na2CO3 tạo kết tủa BaCO3: Ba(HCO3)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaHCO3. Các dung dịch KCl, KNO3, NaCl không phản ứng (không tạo kết tủa, khí hay chất yếu). Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

BaCl${}_2$ + Na${}_2$SO${}_4$ → BaSO${}_4$↓(trắng) + 2NaCl

(AI giải đề cho tôi)
Ba(HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ (kết tủa trắng) + 2CO2↑ (khí) + 2H2O, vừa tạo khí vừa tạo kết tủa. Na2CO3 chỉ tạo khí CO2; BaCl2 chỉ tạo kết tủa BaSO4; Ca(OH)2 chỉ tạo kết tủa CaSO4 (ít tan). Đáp án C khớp với bảng đáp án (câu 14 = C) và phần hướng dẫn giải trong nguồn (trang 18 gạch chân C. Ba(HCO3)2).

Tạo kết tủa BaCO${}_3$