专题2第一单元 研究物质的实验方法第2课时-2024-2025学年高一化学苏教版必修第一册

第一单元 研究物质的实验方法　 苏教版高中化学（必修一）同步教学课件 专题2 研究物质的基本方法 第3课时 物质的检验 　 1.了解常见物质的检验方法，学会Cl－、SO42-、NH4+等离子的检验方法。　 2.了解常见的仪器分析法，会用焰色反应检验金属或金属离子的存在。 3.能设计简单的实验方案，确定常见物质的组成成分。 4.发展对化学实验探究的兴趣，养成严谨求实的科学态度，增强合作探究和勇于创新的意识。 1.现有两杯无色透明液体，一杯是酒，一杯是水，请把他们区分出来？ 2.现有两瓶无色气体，一瓶是氧气，一瓶是二氧化碳，请把他们区分出来？ 物质的检验 依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断 鉴别:重在别，即区别。根据不同物质具有不同的特性，用物理或化学的方法将两种或两种以上的已知物质一一区别开来。 鉴定:根据物质的某种特性，用实验的方法来确定它是否是某种物质。鉴定某种物质必须分别检验其中的阴离子、阳离子或其他成分 2．物质检验的方法——特征反应法  特征反应检验法多用于验证性检验，即验证是否存在该物质。 3．常见离子的检验方法 (1)NH4＋的检验 ①实验操作：取一支试管，加入2 mL NH4Cl溶液，再加入2 mL NaOH溶液，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口。 ②现象：有刺激性气味的气体放出，湿润的红色石蕊试纸变蓝。 ③反应的化学方程式：NH4Cl＋NaOH==NaCl＋NH3↑＋H2O。 ④检验方法总结：取少量待测液，加入NaOH溶液加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中含有NH4＋。 △ (2)Cl－的检验 ①实验操作：取一支试管，加入2 mL KCl溶液，再滴加几滴AgNO3溶液和稀硝酸。 ②现象：生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。 ③反应的化学方程式：KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3。 ④检验方法总结：取少量待测液，加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则原溶液中含有Cl－。 (3)SO42－的检验 ①实验操作：取一支试管，加入少量K2SO4溶液，再滴加几滴稀盐酸和BaCl2溶液。 ②现象：加入稀盐酸，无明显现象，加入BaCl2溶液后生成白色沉淀。 ③反应的化学方程式：K2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2KCl。 ④检验方法总结：取少量待测液，先加入过量稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则原溶液中含有SO42－。 4．物质组成元素的检验 (1)焰色反应 ①定义：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操作： ③几种金属的焰色： 钠：黄色；钾：紫色(透过蓝色钴玻璃)等。 ④注意：不是所有的金属都可呈现焰色反应，如Pt、Fe没有；焰色反应是物理过程，为元素的特征；观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃去观察，这样可以滤去黄光，避免含钠杂质的干扰。 ⑤应用：检验金属或金属离子的存在，如鉴别NaCl和KCl。也可以利用焰色反应制作节日烟花等。 (2)仪器分析法 仪器分析法常用来研究物质的元素组成及其结构。 经典例题 例1. 为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：①取少量溶液滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体；白色沉淀部分溶解。 ③取上层清液继续滴加BaCl2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀。根据实验，以下推测不正确的是(　　) A．一定有SO42－ B．一定有CO32－ C．不能确定Cl－是否存在 D．不能确定SO42－是否存在 【解析】向①中生成的白色沉淀中继续滴加过量稀盐酸时，沉淀部分溶解，且产生CO2气体，证明原溶液中一定含有SO4(2－)和CO3(2－)。加入AgNO3溶液产生白色沉淀AgCl，并不能确定原溶液中是否有Cl－，因为原溶液中已经加入了稀盐酸。答案：D D 例2.下列有关焰色反应及其实验操作说法正确的是(　　) A．焰色反应是可燃物在燃烧时火焰表现出的颜色，是一种化学反应 B．焰色反应是一种检验各种元素普遍应用的方法 C．焰色反应是金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色 D．每次焰色反应实验结束，都要用稀盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧到没有颜色时，再蘸取其他溶液 【解析】焰色反应是金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特殊颜色，不是可燃物燃烧时火焰呈现的颜色，A错误，C正确；焰色反应是根据火焰呈现出的特殊颜色，判断金属或金属离子存在的一种方法，对没有焰色现象的物质不能检验，B错误；D操作叙述正确。 答案：CD CD 例3.某同学设计了如下实验检验某溶液中是否含有SO42－： 溶液――――→白色沉淀稀盐酸―――→白色沉淀不溶解。 结论：试液中有SO42－。 (1)已知该方案不够严谨，请说明理由。 (2)请你设计一个严谨的方案。 【答案】(1)如果该溶液中含有Ag＋而不含SO42－，溶液中的Ag＋与Cl－反应生成的氯化银也是不溶于酸的白色沉淀。 (2)溶液―――→无明显现象――――→白色沉淀，先加盐酸无明显现象，就排除了CO32－、SO32－、Ag＋等离子的干扰。 　 BaCl2溶液 稀盐酸 稀盐酸 BaCl2溶液 例4.有5瓶白色固体试剂，分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸铵、无水硫酸铜。现只提供蒸馏水，通过下面的实验步骤即可鉴别它们。请填写下列空白： (1)取适量固体试剂，分别加入5支试管中，加入适量蒸馏水，振荡试管，观察到的现象是__________________________________________， 被检出的化学物质是________。 (2)分别取未检出的溶液，向其中加入上述已检出的溶液，根据观察到的现象写出相应的化学方程式： 第1支试管中有白色沉淀生成：________________________________； 第2支试管中有蓝色沉淀生成：_________________________________。 被检出物质的化学式分别是__________、____________。 (3)鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是__________________________________________________。 【答案】　(1)5种固体全部溶解，4支试管中得到无色溶液，1支试管中得到蓝色溶液　CuSO4(或无水硫酸铜) (2)BaCl2＋CuSO4===BaSO4↓＋CuCl2 2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4 BaCl2　NaOH (3)分别另取少量未检出的溶液，向其中加入NaOH溶液并加热，若产生刺激性气味的气体(或使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)，说明该物质是(NH4)2SO4，另一瓶为Na2SO4 【解析】将BaCl2、NaOH、Na2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4(无水)这五种物质分别加入蒸馏水溶解，这五种物质都能溶于水，且CuSO4溶于水后形成蓝色溶液，其他四种物质溶于水都形成无色溶液，由此可检验出CuSO4；再将CuSO4溶液滴加到其余四种物质的溶液中：BaCl2＋CuSO4===BaSO4↓(白)＋CuCl2，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓(蓝)＋Na2SO4，Na2SO4＋CuSO4 (不反应)，(NH4)2SO4＋CuSO4(不反应)，从而又可检验出BaCl2和NaOH；剩余的为Na2SO4、(NH4)2SO4，可利用浓NaOH溶液再检验出(NH4)2SO4，因为(NH4)2SO4＋2NaOHNa2SO4＋2H2O＋2NH3↑，会产生有刺激性气味的气体。 物质检验的基本要求 (1)反应要有明显的现象，如颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成等。 (2)试剂易得、用量要少、方法易行、操作简单、反应条件容易达到。 (3)排除干扰物的影响：需要检验的物质中如果有干扰物存在，则需要选择试剂对干扰物进行排除；要注意多次加入不同的鉴别试剂进行检验时，应及时排除前次加入试剂可能引入的干扰物质。 如检验Cl－时，CO32－能与Ag＋结合，生成沉淀，故应加稀硝酸除去，来排除CO32－的干扰；检验SO42－时，CO32－、SO32－均能与Ba2＋结合生成白色沉淀，故先加入稀盐酸排除上述两种离子存在的可能，但不能加入稀硝酸，因硝酸能将SO32－氧化成SO42－。 随堂练习 1.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CO32－、SO42－等的干扰，A错误；加入盐酸，引入Cl－，B、C错误；硝酸酸化排除COO32－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。 D 2.检验某溶液中是否含有SO42－，常用的方法是(　　) A．取样，滴加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀生成 B．取样，滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液，看是否有白色沉淀生成 C．取样，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀生成 D．取样，滴加稀硫酸，再滴加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀生成 【解析】检验SO42－时，首先加入稀盐酸以排除其他离子的干扰，然后再加入氯化钡溶液。A项中不能排除CO32－和Ag＋的干扰，B项中不能排除Ag＋的干扰，D项中引入了SO42－。 C 3.检验铵盐时，可将少许待测物放入试管中，然后(　　) A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放置于试管口检验 B．加水溶解，加入酸溶液观察现象 C．加入碱溶液，加热，滴入酚酞溶液 D．加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验 【解析】挥发性酸、不稳定酸的铵盐易分解，铵盐受热分解生成氨气的同时，往往也会生成酸性气体，如NH4Cl、NH4HCO3等；铵盐遇酸无明显变化；铵盐与碱溶液混合后溶液呈碱性，滴入酚酞溶液变红证明溶液中有OH－，不能证明含有NH4＋；若加热，生成的氨气逸出，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则可说明有氨生成。 D 4.氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是(　　) A．水   B．AgNO3溶液 C．NaOH溶液   D．KI溶液 【解析】氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl，因此，用AgNO3溶液检验HCl中Cl－的存在即可判断氯仿是否变质。 B 5.下列说法正确的是(　　) A．焰色反应为黄色，说明该物质中肯定含有钠元素 B．某物质的焰色反应不显紫色(未透过蓝色钴玻璃)，说明该物质中肯定没有钾元素 C．焰色反应不能用于物质的鉴别 D．所有的元素都可以发生焰色反应 【解析】焰色反应时，钠元素的黄光会干扰钾的紫光，可用蓝色钴玻璃滤去钠的黄光；焰色反应常被用于物质的鉴别。 A 6.下列有关焰色反应实验的叙述正确的是(　　) A．可用铜丝代替铂丝进行实验 B．观察钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃 C．实验结束后，要用碳酸钠溶液洗净铂丝 D．焰色反应是指金属在加热灼烧时火焰呈现特殊的颜色，是物质的化学性质 【解析】铜丝在灼烧时有颜色，不能用铜丝代替铂丝，A项错误；实验结束后，用盐酸洗净铂丝，C项错误；焰色反应是指金属元素在灼烧时火焰呈现特殊的颜色，不是化学性质，D项错误。 B 7.焰火“笑脸”“五环”，让巴黎奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法正确的是(　　) A．焰色反应是化学变化 B．用稀盐酸清洗做焰色反应的铂丝(镍丝或铁丝) C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察 D．利用焰色反应可区分NaCl与Na2CO3固体 【解析】焰色反应是物理变化，不是化学变化，A错误；盐酸可以溶解氧化物等杂质，且易挥发，不会残留痕迹，B正确；钾的焰色反应需透过蓝色的钴玻璃观察，避免钠的焰色对钾的焰色的干扰，其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察，C错误；焰色反应是元素的特征，NaCl与Na2CO3固体的焰色反应都为黄色，无法利用焰色反应来区分，D错误。 B 8.下列实验可实现鉴别目的的是(　　) A．用稀硫酸鉴别银和铝两种金属 B．用硝酸银溶液鉴别氯化钾溶液和氯化钠溶液 C．用二氧化碳鉴别氢氧化钠溶液和氯化钠溶液 D．用氯化钡溶液鉴别硝酸银溶液和碳酸钠溶液 【解析】用稀硫酸能鉴别银(不溶解，无气体产生)和铝(能溶解，产生气体)；用硝酸银溶液不能鉴别氯化钾溶液(产生白色沉淀)和氯化钠溶液(产生白色沉淀)；用二氧化碳不能鉴别氢氧化钠溶液(无明显现象)和氯化钠溶液(无明显现象)；用氯化钡溶液不能鉴别硝酸银溶液(产生白色沉淀)和碳酸钠溶液(产生白色沉淀)。 A 9.有一包白色粉末，其中可能含有硝酸钡、氯化钙、碳酸钾。现做以下实验： ①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成； ②向①的悬浊液中加入过量的稀硝酸，白色沉淀消失，并有气泡产生； ③取少量②的溶液滴入硝酸银溶液中，有白色沉淀生成。 根据上述实验现象，回答下列问题： (1)原白色粉末中肯定含有________(填化学式)。 (2)写出硝酸钡与碳酸钾反应的化学方程式：_________________。 (3)写出氯化钙与碳酸钾反应的化学方程式：_____________________。 (4)写出碳酸钙跟硝酸反应的化学方程式：________________________。 【答案】(1)K2CO3、CaCl2 (2)Ba(NO3)2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KNO3 (3)CaCl2＋K2CO3===CaCO3↓＋2KCl (4)CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O＋CO2↑ 【解析】①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，白色沉淀可能是碳酸钡或碳酸钙，一定含有碳酸钾，其余两种中至少含有一种；②向①的悬浊液中加入过量稀硝酸，白色沉淀消失，并有气泡产生，证明沉淀是碳酸钙或碳酸钡；③取少量②的溶液滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，证明含有氯离子，混合物中一定含有氯化钙，说明一定含有碳酸钾、氯化钙，可能含有硝酸钡。 10.实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但手边只有混有硫酸钠的氯化钠。某学生设计了如下方案： 如果此方案正确，那么： (1)操作①是否可改为加硝酸 钡溶液？__________，为什么？ ___________________________。 (2)进行操作①后，如何判断SO42－已除尽，方法是___________________________________________________________。 (3)操作②的目的是_________________________________________ ， 为什么不先过滤后再加碳酸钠溶液？理由是_____________________。 【答案】　(1)否　因为改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质NO3－，以后操作中无法除去 (2)取上层清液加入BaCl2溶液，若无沉淀生成，SO42－已除尽 (3)除去过量的Ba2＋　上一步产生的BaSO4沉淀对加碳酸钠溶液除去Ba2＋无影响，故可以减少一次过滤操作 【解析】NaCl、Na2SO4均为易溶于水的物质，要得到纯净的氯化钠溶液，可向溶液中加入BaCl2溶液，除去SO42－，但此过程中引入了Ba2＋，故需在后续过程中把Ba2＋除去，可加入Na2CO3，既除去了Ba2＋，又不引入新的杂质。(1)其中操作①不能改为加硝酸钡溶液，因硝酸盐均为易溶于水的物质，在后续过程中无法除去NO3－。(2)检验SO42－是否除尽可用以下方法：取滤液的上层清液加入BaCl2溶液，若无沉淀生成说明SO42－已除尽。(3)BaSO4、BaCO3均为不溶于水的白色沉淀，可在这两种物质沉淀完全后进行一次过滤即可 1.本节课学习了常见物质的检验方法，学会Cl－、SO42-、NH4+等离子的检验方法。　 2.了解常见的仪器分析法，会用焰色反应检验金属或金属离子的存在。 3.能设计简单的实验方案，确定常见物质的组成成分。 你学会了吗？ 课堂小结 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $$