2020版高考一輪復習化學新課改省份專用學案：第十章第4課時　實驗方法（2）——物質(zhì)的檢驗與鑒別

第4課時　實驗方法(2)——物質(zhì)的檢驗與鑒別 考點一　物質(zhì)的檢驗1．物質(zhì)檢驗的原理(1)依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)進行檢驗。如物質(zhì)的顏色、氣味、溶解性等。(2)依據(jù)物質(zhì)間反應(yīng)時所產(chǎn)生的特殊的反應(yīng)現(xiàn)象。即所選的試劑和被檢驗的物質(zhì)在發(fā)生化學反應(yīng)時，必須能夠產(chǎn)生下列現(xiàn)象中的一種：①變色；②放出氣體(通常指產(chǎn)生氣體的氣味或在溶液中反應(yīng)時產(chǎn)生的氣泡)；③生成沉淀等。2．物質(zhì)檢驗的方法(1)物理方法：依據(jù)物理性質(zhì)，如顏色、氣味、溶解性、磁性等，通過觀察、實驗分析、判斷，得出結(jié)論。(2)化學方法：利用物質(zhì)的特殊化學性質(zhì)及反應(yīng)時產(chǎn)生的特征現(xiàn)象。即所選的試劑與被檢驗的物質(zhì)反應(yīng)時要有明顯實驗現(xiàn)象(如放出氣體、生成沉淀或顏色改變)，通過觀察、分析，得出結(jié)論。 根據(jù)物質(zhì)特有的性質(zhì)及反應(yīng)現(xiàn)象，對是否存在該物質(zhì)(或離子)進行確認。如CO2可用澄清石灰水來檢驗。1．常見氣體的檢驗氣體檢驗特征性質(zhì)注意事項O2使帶火星的木條復燃—H2純凈的H2在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰，在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯的內(nèi)壁有水霧生成產(chǎn)物只有水CH4在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰，在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯的內(nèi)壁有水霧生成，同時生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)物有二氧化碳和水CO在空氣中燃燒產(chǎn)生淡藍色火焰，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)物只有二氧化碳CH2===CH2在空氣中燃燒火焰明亮，有黑煙，可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色—SO2無色，有刺激性氣味；能使品紅溶液褪色，加熱后恢復紅色；能使酸性KMnO4溶液褪色；能使溴水褪色；能使澄清石灰水變渾濁CO2也能使澄清石灰水變渾濁；SO2的漂白原理與新制氯水的漂白原理不同CO2能使澄清石灰水變渾濁，能使燃著的木條熄滅應(yīng)注意區(qū)別，SO2也能使澄清石灰水變渾濁，N2也能使燃著的木條熄滅NO無色氣體，接觸空氣時立即變?yōu)榧t棕色—Cl2黃綠色，有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{Cl2有毒，注意聞氣味的方法NO2紅棕色，有刺激性氣味，通入水中生成無色溶液并產(chǎn)生無色氣體，水溶液顯酸性NO2的顏色與溴蒸氣相近，NO2溶于AgNO3溶液無沉淀生成，而溴蒸氣溶于AgNO3溶液有淡黃色沉淀生成HCl無色，有刺激性氣味，在潮濕的空氣中形成白霧；用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近時冒白煙；通入AgNO3溶液時有白色沉淀生成HCl極易溶于水，做相關(guān)實驗時應(yīng)防倒吸NH3無色，有刺激性氣味，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時冒白煙NH3極易溶于水，做相關(guān)實驗時應(yīng)防倒吸2．常見離子的檢驗離子檢驗方法Cl－、Br－、I－與稀HNO3酸化的AgNO3溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生白色、淺黃色或者黃色沉淀，則有Cl－、Br－或者I－SO先加稀HCl酸化，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則有SONa＋、K＋做焰色反應(yīng)實驗，若火焰為黃色，則有Na＋；透過藍色鈷玻璃觀察，火焰為淺紫色，則有K＋NH先加足量的NaOH溶液，再加熱，①用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，若試紙變藍色，則有NH；②用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若產(chǎn)生白煙，則有NHFe2＋①先加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再通入Cl2，若溶液變紅色，則有Fe2＋；②滴加NaOH溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，且白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色，則有Fe2＋；③滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若產(chǎn)生藍色沉淀，則有Fe2＋Fe3＋①滴加KSCN溶液，若溶液變紅色，則有Fe3＋；②滴加苯酚溶液，若溶液變紫色，則有Fe3＋；③滴加NaOH溶液，若立即產(chǎn)生紅褐色沉淀，則有Fe3＋ 1．離子檢驗中的常見干擾因素以及排除措施待檢離子干擾離子排干擾措施Cl－SO加過量的Ba(NO3)2溶液CO加稀硝酸酸化OH－SOCO加鹽酸酸化SOAg＋SOCO加鹽酸后將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中COSO加硝酸后將產(chǎn)生的無色無味氣體通入澄清石灰水中 2．氣體檢驗中干擾因素的排除氣體檢驗干擾因素的排除方法一般是先檢驗出一種可能具有干擾的氣體，并除去該氣體，而且要確認該氣體已經(jīng)除盡，再檢驗其余氣體。如在SO2存在的條件下檢驗CO2，可設(shè)計如下檢驗思路：品紅溶液檢驗SO2→高錳酸鉀溶液除去SO2→品紅溶液檢驗SO2是否除盡→澄清石灰水檢驗CO2。與此類似的還有檢驗實驗室制取的乙烯中含有SO2等。[考法精析]考法一　溶液中離子的檢驗[典例1]　向4支試管中分別加入少量不同的無色溶液進行如下操作，結(jié)論正確的是(　　)選項操作現(xiàn)象結(jié)論A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加氯水和CCl4，振蕩、靜置下層溶液呈紫色原溶液中有I－C用潔凈鉑絲蘸取溶液進行焰色反應(yīng)火焰呈黃色原溶液有Na＋、無K＋D滴加稀NaOH溶液，將濕潤紅色石蕊試紙置于試管口試紙不變藍原溶液中無NH [解析]　原溶液滴入BaCl2溶液有白色沉淀，此溶液可能含有SO、CO、SO、Ag＋等(相應(yīng)生成物均是白色沉淀)，故A項錯誤。振蕩、靜置，CCl4萃取了I2(氯水氧化I－生成I2)分成兩層，CCl4在下層且因溶解I2而呈紫色，故B項正確。蘸取溶液進行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，原溶液一定有Na＋，但K＋可能有也可能無，故C項錯誤。滴加稀NaOH溶液后還須加熱，若不加熱即使原溶液含有NH也可能沒有NH3生成，不會使試紙變藍，故D項錯誤。[答案]　B[備考方略]　無色溶液中離子檢驗的一般思路考法二　常見氣體的檢驗[典例2]　將液體Y滴加到盛有固體X的試管中，并在試管口對生成的氣體進行檢驗。下表中固體X、液體Y及檢測方法對應(yīng)關(guān)系錯誤的是(　　)選項固體X液體Y檢測方法ACaO濃氨水蘸有濃鹽酸的玻璃棒BCu濃硫酸干燥的紅色石蕊試紙CNa2O2水帶火星的木條DNa2CO3稀硫酸滴有澄清石灰水的玻璃片 [解析]　A項，濃氨水滴加到生石灰上產(chǎn)生氨氣，可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒來檢驗氨氣，正確；B項，銅和濃硫酸反應(yīng)需加熱，產(chǎn)生的二氧化硫氣體遇石蕊溶液變紅色或使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅色，錯誤；C項，過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈉，氧氣能使帶火星的木條復燃，正確；D項，碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，在滴有澄清石灰水的玻璃片上有渾濁現(xiàn)象，正確。[答案]　B[備考方略]　氣體物質(zhì)檢驗的思路由于氣態(tài)物質(zhì)貯存困難，使用時易擴散，故檢驗時要盡可能利用其物理性質(zhì)；若利用化學性質(zhì)，則先考慮使用試紙。一般按下列順序進行檢驗：觀察顏色法紅棕色：NO2黃綠色：Cl2在空氣中形成白霧：HCl在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色：NO試紙檢測法濕潤紅色石蕊試紙變藍：NH3濕潤醋酸鉛試紙變黑：H2S濕潤品紅試紙褪色：SO2點燃法使帶火星的木條復燃：O2產(chǎn)生輕微爆鳴聲：H2等通入澄清石灰水法變渾濁：CO2無現(xiàn)象：N2等 考法三　固體物質(zhì)的檢驗[典例3]　取某固體樣品，進行如下實驗：①取一定量的樣品，加足量水充分溶解，過濾得到濾液和濾渣；②取少量濾液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生；③取少量濾渣，加入稀鹽酸，濾渣全部溶解，同時有氣體產(chǎn)生。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，該固體樣品的成分可能是(　　)A．K2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3B．Na2CO3、AgNO3、KNO3C．K2CO3、NaCl、Ba(NO3)2D．KNO3、MgCl2、NaOH[解析]　K2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3三者能夠反應(yīng)生成硫酸鋇和碳酸鋇沉淀，硫酸鋇不溶于稀鹽酸，不符合③，故A錯誤；Na2CO3、AgNO3、KNO3三者能夠反應(yīng)生成碳酸銀沉淀，碳酸銀與稀鹽酸反應(yīng)會生成氯化銀沉淀，不符合③，故B錯誤；K2CO3、NaCl、Ba(NO3)2三者能夠反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，濾液中可能含有碳酸根離子，加入氯化鋇溶液生成白色沉淀，濾渣碳酸鋇能夠與稀鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳并溶解，符合題述實驗過程，故C正確；KNO3、MgCl2、NaOH三者能夠反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，氫氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng)沒有氣體放出，不符合③，故D錯誤。[答案]　C[備考方略]　固體物質(zhì)檢驗的答題思路[綜合訓練]1．(2018·浙江11月選考)通過實驗得出的結(jié)論正確的是(　　)A．將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加BaCl2溶液，出現(xiàn)白色沉淀，則該固體試樣中存在SOB．將某固體試樣完全溶于鹽酸，再滴加KSCN溶液，沒有出現(xiàn)血紅色，則該固體試樣中不存在Fe3＋C．在某固體試樣加水后的溶液中，滴加NaOH溶液，沒有產(chǎn)生使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，該固體試樣中仍可能存在NHD．在某固體試樣加水后的上層清液中，滴加鹽酸出現(xiàn)白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀溶解，則該固體試樣中存在SiO解析：選C　A選項，該固體可能是NaHSO4，故該固體試樣中存在的是HSO而不是SO，不正確；B選項，例如將鋁熱劑(Fe2O3與Al混合物)溶于稀鹽酸中，若鋁粉過量，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成的Fe3＋會被鋁還原為Fe2＋，但是原固體試樣中存在Fe3＋，不正確；C選項，例如往硫酸亞鐵銨溶液中滴加NaOH溶液，OH－先與Fe2＋反應(yīng)，氨氣無法逸出，或者因為NH濃度比較低，沒有加熱，滴加NaOH溶液，氨氣也無法逸出，正確；D選項，也可能含有AlO，AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===2H2O＋AlO，不正確。2．根據(jù)下列實驗事實得出的結(jié)論正確的是(　　)A．氣體品紅溶液褪色；結(jié)論：原氣體一定是SO2B．氣體氣體白色沉淀；結(jié)論：原氣體一定是烴C．某溶液冒白霧白煙；結(jié)論：原溶液一定是濃鹽酸D．某有色溶液藍色；結(jié)論：原溶液中一定含有I2解析：選D　A項中O3、Cl2、NO2等都能使品紅溶液褪色；B項中H2S、CxHy、HCHO都可出現(xiàn)此現(xiàn)象；C項中濃HNO3也有此現(xiàn)象。考點二　物質(zhì)的鑒別根據(jù)物質(zhì)的特有的性質(zhì)對兩種或兩種以上的物質(zhì)進行區(qū)分。如NaCl和KNO3兩種無色溶液可以用AgNO3溶液來區(qū)分。1．物質(zhì)鑒別的思路(1)鑒別主要是尋找各物質(zhì)的特殊現(xiàn)象，包括顏色、狀態(tài)、氣味、反應(yīng)情況等。(2)如果要加入試劑進行鑒別，一定要先取樣，不能直接對樣品進行鑒別。(3)選用鑒別方法時先簡單后復雜，先考慮物理方法后化學方法。2．物質(zhì)鑒別的原則操作簡便能用物理方法鑒別的不用化學方法，能用一種試劑鑒別的不用多種試劑現(xiàn)象明顯使待鑒別的物質(zhì)之間的現(xiàn)象對比度較大防止干擾區(qū)別Cl－和SO時，只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液 3．物質(zhì)鑒別的方法物理方法觀察法抓住物質(zhì)的特殊顏色、狀態(tài)等差異性進行區(qū)分。如鐵和銅的鑒別氣味法抓住物質(zhì)的特殊氣味進行區(qū)分。如氧氣和氨氣的鑒別水溶法抓住物質(zhì)的溶解性及溶解后現(xiàn)象的差異進行區(qū)分。如硝酸銨和氫氧化鈉的鑒別化學方法加熱法抓住物質(zhì)熱穩(wěn)定性差異進行區(qū)分。如KClO3和KCl的鑒別指示劑法抓住物質(zhì)的水溶液酸、堿性的差異用酸堿指示劑、pH試紙來區(qū)分物質(zhì)。如HCl、NaOH、NaCl三種無色溶液的鑒別氣體法抓住所加試劑與待鑒別物質(zhì)間反應(yīng)生成氣體的差異來區(qū)分。如碳酸鈉和氫氧化鈉的鑒別沉淀法抓住所加試劑與待鑒別物質(zhì)間反應(yīng)生成沉淀的差異來區(qū)分。如硝酸銀和硝酸鉀的鑒別 [考法精析]考法一　不用任何試劑鑒別多種物質(zhì)[典例1]　下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是(　　)①KOH、Na2SO4、AlCl3　②NaHCO3、Ba(OH)2、H2SO4③HCl、NaAlO2、NaHSO4　④Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2A．①②　　　　　　　  　B．②③C．①③④   D．①②④[解析]　①中Na2SO4溶液與另兩種溶液相互滴加無明顯現(xiàn)象，KOH溶液和AlCl3溶液相互滴加現(xiàn)象不同：KOH溶液逐滴加入AlCl3溶液中立刻產(chǎn)生沉淀，而AlCl3溶液滴入KOH溶液中一段時間后才出現(xiàn)大量沉淀，可以鑒別。②相互滴加能產(chǎn)生兩種白色沉淀的是Ba(OH)2溶液，向產(chǎn)生的兩種沉淀中分別滴加NaHCO3溶液或H2SO4溶液，能使一種沉淀放出氣體的是H2SO4溶液，可以鑒別。③和④相互滴加時無法鑒別。[答案]　A [備考方略]　不用試劑鑒別時可考慮6種方法特征連鎖法先鑒別出某一特征的物質(zhì)(根據(jù)色、味、態(tài)、硬度、揮發(fā)性、水溶性等)，再用這種物質(zhì)去鑒別其他物質(zhì)，進行連鎖式鑒別加熱法若待檢物均無明顯外觀特征，可考慮用加熱出現(xiàn)不同現(xiàn)象加以鑒別焰色反應(yīng)法利用焰色反應(yīng)將待檢物質(zhì)的不同陽離子加以鑒別互滴法利用兩溶液互滴現(xiàn)象不同加以鑒別逐一檢出法首先利用兩種物質(zhì)(或溶液)之間的特征反應(yīng)鑒別出兩種物質(zhì)(或溶液)，再利用此兩種物質(zhì)逐一鑒別出其他物質(zhì)簡明列表法即兩兩混合，列出表格，記錄反應(yīng)現(xiàn)象，比較、分析表格的不同混合現(xiàn)象確定出每一種物質(zhì) 考法二　外加試劑鑒別多種物質(zhì)[典例2]　下列各組溶液中，用括號內(nèi)的試劑及物質(zhì)間相互反應(yīng)不能鑒別的一組是(　　)A．Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液)B．NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2SO4溶液)C．NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液)D．(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液)[解析]　A項，分別滴入FeCl3溶液，有紅褐色沉淀的是Ba(OH)2溶液，呈血紅色的是KSCN溶液，將Ba(OH)2溶液滴入另2種溶液，有白色沉淀的是Mg(NO3)2溶液，無現(xiàn)象的是NaCl溶液。B項，分別滴入H2SO4溶液，有氣泡但無氣味的是NaHCO3溶液，有刺激性氣味的是(NH4)2SO3溶液，有白色沉淀的是Na2SiO3溶液，無現(xiàn)象的是NaNO3溶液。C項，分別滴入AgNO3溶液，K2CO3溶液和CaCl2溶液均有白色沉淀生成，故無法鑒別。D項，分別滴入KOH溶液并加熱，產(chǎn)生現(xiàn)象分別是：刺激性氣味、無現(xiàn)象、藍色沉淀、白色沉淀，故可鑒別。[答案]　C[綜合訓練]1．下列實驗可實現(xiàn)鑒別目的的是(　　)A．用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2B．用濕潤KI-淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2C．用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液D．用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液解析：選C　SO2、SO3(g)均能與KOH溶液反應(yīng)，都沒有明顯現(xiàn)象，A項錯誤。Br2(g)、NO2都是紅棕色氣體且有強氧化性，都能氧化KI而生成I2，使淀粉顯藍色，B項錯誤。偏鋁酸的酸性弱于碳酸，CO2通入NaAlO2溶液中生成Al(OH)3沉淀，醋酸酸性強于碳酸，CO2通入CH3COONa溶液無現(xiàn)象，C項正確。BaCl2溶液和AgNO3溶液反應(yīng)生成AgCl沉淀，BaCl2溶液和K2SO4溶液反應(yīng)生成BaSO4沉淀，現(xiàn)象相同不能鑒別，D項錯誤。2．能將分別含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋、NH、Na＋的七種溶液一次性鑒別出來的試劑是(　　)A．NaHCO3溶液   B．NaOH溶液C．KSCN溶液   D．氨水解析：選B　NaHCO3溶液不能將Al3＋、Mg2＋鑒別出來，也不能將NH、Na＋鑒別出來，A項錯誤；Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋、NH、Na＋與NaOH溶液反應(yīng)的現(xiàn)象分別為生成藍色沉淀、生成紅褐色沉淀、先生成白色沉淀后沉淀消失、先生成白色沉淀后沉淀迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色、生成白色沉淀、生成有刺激性氣味的氣體(加熱條件下)、無明顯現(xiàn)象，每種離子與NaOH溶液反應(yīng)的現(xiàn)象都不同，B項正確；KSCN溶液只能將Fe3＋鑒別出來，C項錯誤；NH3·H2O分別與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)均生成白色沉淀，NH3·H2O與NH、Na＋混合無現(xiàn)象，不能鑒別，D項錯誤。3．(2018·浙江11月選考)下列實驗合理的是(　　)A．用濕潤的pH試紙測定CH3COONa溶液的pHB．用蒸餾的方法分離乙醇(沸點為78.3 ℃)和苯(沸點為80.1 ℃)的混合物C．用淀粉-KI試紙鑒別碘水和FeCl3溶液D．用Na2CO3溶液鑒別CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸解析：選D　A選項，濕潤的pH試紙會稀釋CH3COONa溶液造成誤差；B選項，沸點相差30 ℃以上，才能用蒸餾法分離；C選項，Fe3＋會氧化I－生成I2，現(xiàn)象均變藍；D選項，Na2CO3溶液與CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象分別為產(chǎn)生白色沉淀，無現(xiàn)象，有氣體生成，故可以鑒別，正確。