专题2 第1单元 第3课时 物质的检验　物质性质和变化的探究（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第3课时　物质的检验　物质性质和变化的探究 [学习目标] 1．了解物质检验的基本要求和基本步骤。 2．学会Cl－、SO、NH等离子的检验方法。 3．会用焰色反应检验金属或金属离子的存在。 4．了解利用化学实验探究物质的性质和变化的主要方法。 [对应学生用书P38] 知识点一　常见离子的检验方法 在含有离子的溶液体系中，常用化学反应来检验溶液所含的某些离子。根据反应生成的气体的__气味__及其性质或__沉淀的颜色__、__溶解性__等来判断离子的种类。 1．NH的检验 (1)试剂：强碱溶液，__红色石蕊__试纸(或pH试纸)。 (2)现象：有__刺激性__气味的气体产生，湿润的红色石蕊试纸变__蓝__。 (3)化学方程式(以NH4Cl为例)： 　NH4Cl＋NaOHNaCl＋H2O＋NH3↑　。 2．Cl－的检验 (1)试剂：__AgNO3溶液__、__稀HNO3__。 (2)现象：有__白__色沉淀生成，该沉淀__不溶__(填“溶”或“不溶”)于稀HNO3。 (3)化学方程式(以NH4Cl为例)： 　NH4Cl＋AgNO3===AgCl↓＋NH4NO3　。 3．SO的检验 (1)试剂：__BaCl2溶液__、__稀盐酸__。 (2)现象：有__白__色沉淀生成，该沉淀__不溶__(填“溶”或“不溶”)于稀盐酸。 (3)化学方程式[以(NH4)2SO4为例]： 　(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl　。 4．焰色反应 (1)概念：许多__金属__或它们的__化合物__在火焰上灼烧时都会使火焰呈现__特殊的颜色__，这叫作焰色反应。 (2)实例：钠元素的焰色为__黄__色；钾元素的焰色(透过__蓝色钴玻璃__观察)为__紫__色。 (3)实验操作： ①取一根铂丝(或细铁丝)，放在酒精灯(或煤气灯)火焰上灼烧至__无色__。 ②用铂丝蘸取少量KCl溶液，置于火焰上灼烧，透过__蓝色钴玻璃__观察火焰颜色。 ③再用__稀盐酸__洗净铂丝，并在火焰上灼烧至无色，蘸取少量NaCl溶液，重复以上实验，观察实验现象。 5．现代化学分析测试元素 1．如何确定溶液是Na2SO4溶液？ 提示　焰色反应呈黄色证明含有钠元素，加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液产生白色沉淀，证明含有SO，从而确定是Na2SO4溶液。 2．如何鉴定一瓶溶液是FeCl3溶液？ 提示　加NaOH溶液产生红褐色沉淀，证明含有Fe3＋，加AgNO3溶液和稀硝酸产生白色沉淀，证明含有Cl－。 1．常见阳离子的检验 离子 检验试剂 现象 化学方程式或原理 H＋ 石蕊试液 溶液变红 化学变化 pH试纸 试纸变红 化学变化 NH 加浓NaOH 溶液，加热 产生刺激性气味气体，该气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH4Cl＋NaOHNaCl＋H2O＋NH3↑ Cu2＋ 观察溶 液颜色 蓝色 加NaOH 溶液　　 产生蓝色沉淀 CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 2．常见阴离子的检验 离子 检验试剂 现象 化学方程式或原理 OH－ 石蕊试液 溶液变蓝 化学变化 酚酞试液 溶液变红 化学变化 Cl－ AgNO3、稀HNO3 产生白色沉淀 NH4Cl＋AgNO3===AgCl↓＋ NH4NO3 SO 盐酸、　　 BaCl2溶液 生成白色沉淀 (NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl CO (可溶 性碳 酸盐) CaCl2 溶液、 盐酸、 澄清石 灰水　 开始时产生白色沉淀，滴加稀盐酸时沉淀溶解，放出无色无味气体，此气体使澄清石灰水变浑浊 Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O (1)检验Cl－时加入稀HNO3的目的是排除CO等的干扰。 (2)检验SO时，先加入稀盐酸的目的：一是与CO、SO等反应，防止其与Ba2＋结合产生白色沉淀而造成干扰；二是排除Ag＋的影响。不能将稀盐酸换成稀硝酸，因为稀硝酸会将SO\o\al(2－,3)氧化为SO\o\al(2－,4)，从而影响SO\o\al(2－,4)的检验。 3焰色反应 ①焰色反应是元素的性质，既包括单质，又包括化合物中的元素，其焰色反应是相同的。 ②焰色反应是物理变化，但单质在灼烧时可能伴随化学反应，即被空气中的氧气氧化。 ③直接观察火焰颜色呈黄色，该物质一定含有钠元素，可能含有钾元素。 1．试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是(　　) A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞试液 D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊试液 解析　铵盐和水混合不会产生氨气，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口无任何变化，不能检验，A错误；将白色固体放入试管中加氢氧化钠溶液加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨气，则该盐中含有铵根离子，这是检验铵盐的方法，B正确；氢氧化钠和氨水均是碱性的，均能使酚酞显示红色或使石蕊显示蓝色，如果氢氧化钠相对于氨水过量则会干扰检验，C、D错误。 答案　B 2．下列检验Cl－的方法正确的是(　　) A．向某溶液中滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀说明该溶液中有Cl－ B．向某溶液中先滴加盐酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－ C．向某溶液中先滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加盐酸，沉淀不消失，说明溶液中有Cl－ D．向某溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－ 解析　可能有CO、SO等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl－，B、C错误；硝酸酸化排除CO等其他离子的干扰，加硝酸银溶液得到不溶于稀硝酸的白色沉淀即为AgCl，由此说明原溶液中有Cl－，D正确。 答案　D 知识点二　物质检验的一般方法和思路 1．根据物质的某些物理性质进行检验 根据物质物理性质的差异来进行粗略的区分，如__颜色__、__气味__、__水溶性__等。 2．根据物质的某些特征反应进行检验 (1)根据碳酸盐与盐酸反应放出的__CO2__能使__澄清石灰水变浑浊__，确定某矿石中是否含有碳酸盐。 (2)根据纤维灼烧时的__气味__，确定该纤维成分是否含有蛋白质。 1．有失去标签的CuSO4、NaCl两瓶溶液，如何区分两溶液？ 提示　观察，溶液显蓝色的为CuSO4，无色的为NaCl。 2．如何确定某溶液是NH4Cl溶液？ 提示　取少量溶液于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，说明该溶液中含有NH；另取少量溶液于试管中，加入AgNO3溶液和稀硝酸，若生成白色沉淀，说明该溶液中含有Cl－，即该溶液为NH4Cl溶液。 1．物质检验的两种方法 (1)物理方法：常利用物质的颜色、气味、溶解性等加以区分，如可根据颜色区分FeCl3溶液和NaCl溶液，可根据溶解性区分Na2CO3和CaCO3。 (2)化学方法：常用酸碱指示剂、点燃、加热、加试剂等方法，如区分盐酸、NaOH溶液和NaCl溶液，可用紫色石蕊试液。 2．物质检验的一般思路 进行物质的检验时要做到原理正确、现象明显、方法简单、试剂用量少。解答物质检验有关题目时，应按“取样”“操作”“现象”“结论”顺序进行描述。具体应做到： (1)要“先取样，后操作”。若是固体样品，则一般先用水溶解，配成溶液后再检验。 (2)要“各取少量溶液分别加入几支试管中”进行检验，不得在原试剂中检验。 (3)要“先现象，后结论”。例如，向Na2CO3溶液中滴加盐酸，所观察到的现象应记录为“有气泡产生”或“有无色气体放出”，不能说成“碳酸钠和盐酸反应，放出二氧化碳气体”。 1．下列存在因果关系或能达到目的的是(　　) 选项 目的或叙述 操作或叙述 A KNO3的溶解度大 用重结晶法除去KNO3中混有的少量NaCl B BaSO4难溶于酸 用盐酸和BaCl2溶液检验SO C 原溶液中有SO 滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，生成白色沉淀 D 某钾盐是K2CO3 某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 解析　因为KNO3的溶解度受温度影响较大，NaCl的溶解度受温度影响不大，故可用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl，A错误；因BaSO4难溶于酸，往待测溶液中先加稀盐酸若无沉淀产生，再加BaCl2溶液，若出现白色沉淀，证明有SO，B正确；往待测溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，生成白色沉淀，因Ag＋也能与氯离子反应产生白色沉淀，因此，不能确定原溶液中是否有SO，C错误；某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，钾盐还可以是KHCO3，D错误。 答案　B 2．某溶液中含有硝酸镁、硝酸银、硝酸钡三种物质，为使上述三种物质分别转变为沉淀，现供使用的试剂有：Na2CO3、盐酸、NaOH三种溶液，要求每次只使用一种试剂，过滤出一种沉淀。 (1)所加试剂的顺序是①________，②________，③________。 (2)写出与这三种物质反应产生沉淀的化学方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 解析　若先加入Na2CO3溶液，则三种物质均产生沉淀；若先加入NaOH溶液，则Mg(NO3)2、AgNO3两种物质的溶液产生沉淀；若先加入盐酸，只有AgNO3溶液产生沉淀，则加入试剂的顺序是①盐酸，②NaOH溶液，③Na2CO3溶液。 答案　(1)①盐酸　②NaOH溶液　③Na2CO3溶液 (2)①AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3 ②Mg(NO3)2＋2NaOH===2NaNO3＋Mg(OH)2↓ ③Ba(NO3)2＋Na2CO3===2NaNO3＋BaCO3↓ 知识点三　物质性质和变化的探究 1．物质性质和变化的探究的方法 人们借助__感官__或__仪器__可以观察自然界、生产和生活中接触到的物质及其变化现象，但更多的要通过__实验__，根据特定条件下的__实验现象__和结果，通过__分析__、__归纳__等方法认识物质的性质及其变化的条件和规律。而__化学实验__是探究物质性质和变化的主要方法。 2．实验探究金属铝的性质 实验步骤 主要现象 ①观察比较铝片在打磨前后的光泽 打磨前较暗，打磨后有银白色金属光泽 ②用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片，在酒精灯火焰上加热 铝片内有熔化的物质被包裹着，但铝片没有熔融下滴 ③取两支试管，分别放入一小片打磨过的铝片，再分别加入盛有3 mL 6 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液 铝片上都有气泡产生，铝片溶解 3．实验探究影响双氧水分解速率的因素 实验步骤 实验现象 结论 ①取浓度约为15%的双氧水2～3 mL盛放于试管中，观察溶液中气泡产生的快慢 产生气 泡较慢 常温能分解，但较慢 ②把实验①所用的双氧水置于75 ℃热水浴中，观察溶液中气泡产生的快慢 产生气 泡较快 升高温度，双氧水分解速率加快 ③另取浓度约为15%的双氧水2～3 mL盛放于试管中，加入少量MnO2粉末，观察现象 产生气 泡较快 加入MnO2后，产生气泡速率加快 1．铝的熔点高还是Al2O3的熔点高？为什么？ 提示　Al2O3熔点高，因在酒精灯火焰上加热时，内部铝已熔化，而外面Al2O3未熔化，使熔融铝未下滴。 2．铝和NaOH溶液反应生成的气体成分是什么？怎样证明？ 提示　产生H2，可以通过爆鸣实验证明。 3．在探究双氧水分解速率的实验中，设计步骤①的目的是什么？ 提示　作对照实验。 1．铝既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。反应的化学方程式： 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2．设计双氧水分解快慢的影响因素(温度、催化剂、浓度等)的化学实验方案时，控制某些因素，选择适宜的条件、试剂和仪器，观察、记录化学反应的现象、数据，基于实验证据作出推理判断，获得结论，以检验所作的假设或解释是否合理。 1．下列说法不正确的是(　　) A．用NaOH溶液可除去Mg粉中含有的少量铝粉 B．把铝片打磨后，在酒精灯火焰上加热时，铝片熔化但不滴落下来 C．同样大小的Mg、Al条与3 mL 6 mol·L－1盐酸反应时，Mg条更剧烈 D．15%的双氧水加热时产生气泡比常温下6%的双氧水产生气泡快，说明温度可加快双氧水的分解 解析　加热时铝片熔化但不滴落；应选用相同浓度的双氧水探究温度对其分解的影响。 答案　D 2．现有铁钉、铜片、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液，设计一个简单的实验，证明金属活动性Fe＞Cu＞Ag。(不要求详细说明操作) 解析　溶液中较活泼的金属能从盐溶液中置换出较不活泼的金属。 答案　把铜片分别放入FeSO4溶液、AgNO3溶液，Cu能置换出Ag但不能置换出Fe，证明金属活动性Fe＞Cu＞Ag。 [对应学生用书P42] 1．下列说法中正确的是(　　) A．某溶液与NaOH溶液共热，产生能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体，说明原溶液中存在铵根离子 B．某溶液中加入硝酸银溶液时，产生白色沉淀，加稀硝酸沉淀不溶解，说明原溶液中含Cl－ C．用铂丝蘸取某溶液在酒精灯的火焰上灼烧时，火焰呈黄色，说明原溶液中只含有Na＋，不含有K＋ D．某溶液中加入BaCl2溶液时，产生白色沉淀，加稀硝酸沉淀不溶解，说明原溶液中存在SO 答案　B 2．向某溶液中加BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀HNO3沉淀不消失，则溶液中(　　) A．一定含有SO、Ag＋中的一种或几种 B．一定含有SO或Ag＋，不含SO C．一定含有SO或SO或Ag＋ D．一定含SO、SO、Ag＋中的一种或几种 答案　D 3．实验室制取O2的反应：2H2O2===2H2O＋O2↑，下列条件下，该反应的速率最快的是(　　) 选项 H2O2的质量分数 温度 催化剂 A 5% 5 ℃ MnO2 B 5% 40 ℃ MnO2 C 10% 5 ℃ 无 D 10% 40 ℃ MnO2 解析　双氧水的分解速率受温度、浓度、催化剂等因素影响，浓度越大，温度越高，并使用催化剂，反应速率越快，选D。 答案　D 4．限用一种试剂，经过一次实验就能鉴别碳酸钠、硫酸铵、氯化铵、硝酸钾四种溶液(必要时可加热)，这种试剂是(　　) A．硝酸银溶液　　　　 B．氢氧化钠溶液 C．氢氧化钡溶液 D．盐酸 答案　C 5．甲、乙、丙、丁分别是Na2CO3溶液、AgNO3溶液、BaCl2溶液、盐酸中的一种，两两反应后产生的实验现象如下： 甲＋乙→沉淀，甲＋丙→沉淀，乙＋丙→沉淀，丙＋丁→沉淀，乙＋丁→无色无味气体。回答下列问题： (1)甲、乙、丙、丁依次是________、________、__________、________。 (2)写出甲和乙、丙和丁、乙和丁反应的化学方程式 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 答案　(1)BaCl2溶液　Na2CO3溶液　AgNO3溶液　盐酸 (2)BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O 学科网（北京）股份有限公司 $$