1.3 化学中常用的实验方法 第3课时（导学案）化学沪科版2020必修第一册

1.3 化学中常用的实验方法 第3课时 物质的检验 一、知识目标 1. 学会常用的物质鉴别方法，如焰色反应、显色法、沉淀法和气体法。 1. 掌握焰色反应的实验操作、原理及用途，能利用焰色反应鉴别金属或金属离子。 1. 理解显色法、沉淀法和气体法的原理，能运用这些方法鉴别常见物质和离子。 1. 了解仪器分析的特点和常见仪器分析方法。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：能从宏观现象和微观粒子的角度理解物质检验的原理和方法，通过实验现象判断物质的组成。 1. 证据推理与模型认知：建立物质检验的思维模型，根据实验现象和证据推理物质的成分，设计合理的实验方案进行物质鉴别。 1. 科学探究与创新意识：通过实验探究，培养动手能力和创新思维，学会运用科学方法进行物质检验。 1. 科学态度与社会责任：了解化学在物质检验中的应用，培养严谨的科学态度和社会责任感，认识到化学对保障生活质量和安全的重要作用。 一、学习重点 1. 焰色反应的实验操作、原理及应用。 1. 显色法、沉淀法和气体法的原理及常见离子的检验方法。 1. 设计实验方案进行物质的鉴别。 二、学习难点 1. 焰色反应中钾元素的检验及避免钠元素的干扰。 1. 沉淀法和气体法中试剂的选择和干扰离子的排除。 1. 根据物质的性质和实验现象设计合理的实验方案进行物质鉴别。 1．物质检验的方法 （1）思想方法：人们常依据某物质参加化学反应时产生的____________及某些____________进行物质的检验。 （2）特征反应法 ①产生____________，如：CO与盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，NH与碱溶液在加热时生成有刺激性气味的气体；SO与稀盐酸、BaCl2溶液反应生成白色沉淀。 ②产生____________，如：蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味。 ③呈现____________。如：淀粉溶液遇碘单质变蓝色。 2．焰色反应 （1）定义：很多__________________在灼烧时的火焰都会呈现特殊颜色，这叫做焰色反应。根据灼烧时火焰呈现的特殊颜色，可以检验金属或金属离子的存在。 （2）实验探究：Na、K元素的检验 实验1：取一根______丝（或细铁丝），放在酒精灯火焰上灼烧至无色。用铂丝蘸取少量KCl溶液，置于火焰上灼烧，透过____________观察火焰颜色。 实验现象：火焰呈______色。 实验2：再用稀盐酸洗净______丝，并在火焰上灼烧至无色，蘸取少量NaCl溶液，置于火焰上灼烧，观察火焰颜色。 实验现象：火焰呈______色。 3．常见三种离子的检验 离子 所用试剂 实验操作或现象 相关反应的化学方程式 NH4+ ____________ 与浓氢氧化钠溶液共热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体 ________________________ Cl－ ____________ 滴加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 ________________________ SO ____________ 滴加稀盐酸无明显现象，加氯化钡溶液产生白色沉淀 ______________________________ 4．仪器分析法 （1）元素分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。 （2）____________确定物质中是否存在某些有机原子团。 （3）____________确定物质中含有哪些金属元素。 （一）问题探究 1. 交警用呼气式酒精检测仪检测酒驾运用了什么化学原理？ 1. 有一份样品，可能是、、、、、中的一种或几种。样品经观察外观、溶解性测试、观察溶液颜色、测定溶液等步骤后，发现是白色粉末，能溶于水且溶液无色，呈强碱性。无水颜色为黑棕色。请分析该白色粉末是什么物质，并说明理由。 （二）问题思考 焰色反应部分 1. 焰色反应的研究对象是什么？它是物理变化还是化学变化呢？ 1. 在焰色反应实验中，能否用稀硫酸代替稀盐酸来洗涤铂丝？为什么？ 1. 做焰色反应实验时，用铜丝代替铂丝会有什么后果？ 1. 某同学在做焰色反应实验时，没有用稀盐酸洗涤铂丝就直接蘸取待测物质进行灼烧，可能会出现什么情况？ 显色法部分 1. 什么是显色法？请举例说明显色法在实际中的应用。 1. 用试纸检测溶液的酸碱性时，正确的操作方法是什么？ 1. 下列可以用显色法鉴别物质的是（ ） A. 用硝酸银溶液鉴别氯离子 B. 用淀粉溶液鉴别碘单质 C. 用稀盐酸鉴别碳酸根离子 D. 用氢氧化钠溶液鉴别镁离子 1. 用酸碱指示剂检测溶液酸碱性时，如果指示剂颜色变化不明显，可能的原因有哪些？ 沉淀法部分 1. 沉淀法的原理是什么？在使用沉淀法时需要注意什么？ 1. 在检验硫酸根离子时，为什么要先加入稀盐酸，再加入氯化钡溶液？ 1. 某溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸，能否确定溶液中一定含有氯离子？ 1. 在沉淀法实验中，如果加入试剂后没有观察到沉淀产生，能说明溶液中一定不含有目标离子吗？ 气体法部分 1. 气体法的原理是什么？有哪些常见的利用气体法鉴别的例子？ 1. 在鉴别碳酸根离子时，为什么要将产生的气体通入澄清石灰水？ 1. 某溶液中加入盐酸产生气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，能否确定溶液中一定含有碳酸根离子？ 1. 在气体法实验中，如果没有观察到气体产生，能说明溶液中一定不含有能产生气体的离子吗？ （三）归纳总结 1. 请归纳焰色反应的实验步骤和常见金属的焰色。 1. 请归纳显色法、沉淀法、气体法的定义和举例。 1．能证明某溶液中含有NaCl的是 A．焰色试验是黄色 B．溶液有咸味 C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀 D．焰色试验是黄色，同时又能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀 2．下列说法正确的是 A．用焰色反应鉴别NaCl和Na₂SO₄ B．区别K₂CO₃溶液和NaCl溶液只能用焰色反应 C．用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中含Na元素 D．做焰色实验时用洁净的铜丝蘸取待测液，放到无色火焰上灼烧，观察火焰颜色 3．下列离子检验的方法正确的是 A．向某溶液中加入硝酸银溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中有Cl⁻ B．向某溶液中加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中有SO₄²⁻ C．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu²⁺ D．向某溶液中加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解，说明原溶液中有SO₄²⁻ 4．某固体混合物可能含有K₂CO₃、K₂SO₄、CuSO₄、CaCl₂、KCl中的一种或几种，为了确定该混合物的成分，进行如下实验： 步骤I：将固体混合物溶于水，搅拌后得无色透明溶液。 步骤II：往步骤I溶液中滴加足量硝酸钡溶液，有白色沉淀生成。 步骤III：过滤，将沉淀物置于稀硝酸中，发现沉淀全部溶解，并放出气体。 试判断： （1）固体混合物中肯定有_____，肯定没有_____，可能有_____ 。 （2）对可能有的物质，可采用向步骤III中的滤液滴加_____溶液来检验。 （3）写出步骤III中发生的化学方程式__________。 5．能一次鉴别AgNO₃、Na₂CO₃、NaCl三种溶液的试剂是（ ） A．盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．氯化钡溶液 D．硝酸钾溶液 6．有四瓶无色溶液，分别是NaCl溶液、Na₂CO₃溶液、Na₂SO₄溶液、NaOH溶液，取样分别进行不同实验。下列说法正确的是（ ） A．用pH试纸检测，pH＞7的一定是NaOH溶液 B．滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀的一定是Na₂SO₄溶液 C．滴加AgNO₃溶液，产生白色沉淀的一定是NaCl溶液 D．滴加稀盐酸，有气泡产生的一定是Na₂CO₃溶液 7．春节期间，家家户户用燃放烟花爆竹的方式庆贺新春。这与高中化学中“焰色试验”知识相关，下列关于焰色试验说法中错误的是 A．焰色试验是化学变化 B．钠的焰色试验为黄色 C．钾的焰色试验应透过蓝色钴玻璃观察 D．不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体 8．某无色、澄清溶液中可能含有①Na⁺、②SO₄²⁻、③Cl⁻、④HCO₃⁻、⑤CO₃²⁻、⑥H⁺、⑦Cu²⁺中的几种，且每种离子的个数均相等。依次进行下列实验，每步所加试剂均过量，观察到的现象如下： 下列结论不正确的是 A．肯定不含有③ B．肯定含有的离子是①②⑥ C．可能含有的离子是①③ D．④⑤⑦离子肯定不含有 1.焰色反应注意事项 （1）焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。 （2）焰色试验属于物理变化，不属于化学变化。 焰色试验与气体物质燃烧时产生的各色火焰有本质的区别。焰色试验是金属的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种焰色光的过程，为物理变化。 （3）观察钾元素的焰色反应时，要透过蓝色的钴玻璃，目的是滤去黄色的光，避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。 （4）发生焰色试验的物质不一定是盐，也可能是碱。 2．几种重要阳离子离子的检验 （1）H+ ：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。 （2）Na+、K+ ：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过蓝色的钴玻片 )。 （3）Ba2+ ：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。 （4）Mg2+ ：能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。 （5）Al3+ ：能与适量的 NaOH溶液反应生成 白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或 过量的NaOH溶液。 （6）Ag+ ：能与 稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成 白色AgCl沉淀，不溶于稀 HNO3，但溶于氨水，生成 ［Ag(NH3)2］+。 （7）NH4+ ：铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并 加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。 （8）Fe2+ ：能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色 ，加入少量 新制的氯水后，立即显 红色。 (9)Fe3+ ：能与KSCN溶液反应，变成血红色 Fe(SCN)3溶液，能与 NaOH溶液反应，生成 红褐色Fe(OH)3沉淀。 (10)Cu2+ ：蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀 。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有 红色的铜生成。 3．几种重要的阴离子的检验 （1）OH－ ：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。 （2）Cl－：能与硝酸银 反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。 （3）Br－：能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。 （4）I－ ：能与硝酸银反应，生成 黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使 淀粉溶液变蓝。 （5）SO42－：能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。 考点1 焰色反应 1．用光洁的铂丝蘸取无色溶液在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，下列叙述正确的是 A．只含有Na+ B．一定含Na+，也可含K+ C．既含Na+又含有K+ D．可能含Na+或K+中一种 2．下列说法正确的是 A．用焰色反应鉴别NaCl和Na2SO4 B．区别K2CO3溶液和NaCl溶液只能用焰色反应 C．用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中含Na元素 D．做焰色实验时用洁净的铜丝蘸取待测液，放到无色火焰上灼烧，观察火焰颜色 考点2 显色法检验物质 3．下列能达到实验目的的是（ ） A．通过溶解、过滤、蒸发去除粗盐中的难溶性杂质 B．观察颜色鉴别黄金和黄铜 C．用无色酚酞鉴别白醋和食盐水 D．用燃着的木条鉴别N2和CO2 考点3 沉淀法、气体法检验物质 4．下列检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法正确的是（    ） A．先加溶液，过滤，再加溶液 B．先加溶液，再加稀硝酸溶液 C．先加足量的溶液，过滤，再加溶液 D．先加足量的溶液，过滤，再加溶液 5．下列实验方案中能达到目的的个数有（ ） 序号 实验目的 实验方案 ① 鉴别氯化铵和硫酸铵 加入熟石灰粉末研磨，闻气味 ② 除去CuO中的少量木炭粉 在空气中充分灼烧 ③ 检验氢氧化钠溶液是否部分变质 加入足量后再向上层清液滴加酚酞试液 ④ 除去溶液中的少量 加入过量的氢氧化钠溶液，过滤 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 6．有一较浓的无色溶液，向其中加入少量的BaCl2溶液和稀HNO3，振荡，有白色沉淀生成，则原溶液中存在的离子情况是 A．只有 B．只有Ag+ C．有和Ag+ D．有或Ag+ 7．能一次鉴别AgNO3、Na2CO3、NaCl三种溶液的试剂是（ ） A．盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．氯化钡溶液 D．硝酸钾溶液 8．有四瓶无色溶液，分别是NaCl溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液、NaOH溶液，取样分别进行不同实验。下列说法正确的是（ ） A．用pH试纸检测，pH＞7的一定是NaOH溶液 B．滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀的一定是Na2SO4溶液 C．滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀的一定是NaCl溶液 D．滴加稀盐酸，有气泡产生的一定是Na2CO3溶液 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.3 化学中常用的实验方法 第3课时 物质的检验 一、知识目标 1. 学会常用的物质鉴别方法，如焰色反应、显色法、沉淀法和气体法。 1. 掌握焰色反应的实验操作、原理及用途，能利用焰色反应鉴别金属或金属离子。 1. 理解显色法、沉淀法和气体法的原理，能运用这些方法鉴别常见物质和离子。 1. 了解仪器分析的特点和常见仪器分析方法。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：能从宏观现象和微观粒子的角度理解物质检验的原理和方法，通过实验现象判断物质的组成。 1. 证据推理与模型认知：建立物质检验的思维模型，根据实验现象和证据推理物质的成分，设计合理的实验方案进行物质鉴别。 1. 科学探究与创新意识：通过实验探究，培养动手能力和创新思维，学会运用科学方法进行物质检验。 1. 科学态度与社会责任：了解化学在物质检验中的应用，培养严谨的科学态度和社会责任感，认识到化学对保障生活质量和安全的重要作用。 一、学习重点 1. 焰色反应的实验操作、原理及应用。 1. 显色法、沉淀法和气体法的原理及常见离子的检验方法。 1. 设计实验方案进行物质的鉴别。 二、学习难点 1. 焰色反应中钾元素的检验及避免钠元素的干扰。 1. 沉淀法和气体法中试剂的选择和干扰离子的排除。 1. 根据物质的性质和实验现象设计合理的实验方案进行物质鉴别。 1．物质检验的方法 （1）思想方法：人们常依据某物质参加化学反应时产生的特殊现象及某些物理特征进行物质的检验。 （2）特征反应法 ①产生气体或沉淀，如：CO与盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，NH与碱溶液在加热时生成有刺激性气味的气体；SO与稀盐酸、BaCl2溶液反应生成白色沉淀。 ②产生特殊气味，如：蛋白质灼烧产生烧焦羽毛的气味。 ③呈现特殊颜色。如：淀粉溶液遇碘单质变蓝色。 2．焰色反应 （1）定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时的火焰都会呈现特殊颜色，这叫做焰色反应。根据灼烧时火焰呈现的特殊颜色，可以检验金属或金属离子的存在。 （2）实验探究：Na、K元素的检验 实验1：取一根铂丝（或细铁丝），放在酒精灯火焰上灼烧至无色。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。 实验现象：火焰呈紫色。 实验2：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，置于火焰上灼烧，观察火焰颜色。 实验现象：火焰呈黄色。 3．常见三种离子的检验 离子 所用试剂 实验操作或现象 相关反应的化学方程式 NH4+ 浓氢氧化钠溶液、湿润红色石蕊试纸 与浓氢氧化钠溶液共热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体 NH4Cl＋NaOHNaCl＋H2O＋NH3↑ Cl－ 硝酸银溶液、稀硝酸 滴加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 NH4Cl＋AgNO3===AgCl↓＋NH4NO3 SO 稀盐酸、氯化钡溶液 滴加稀盐酸无明显现象，加氯化钡溶液产生白色沉淀 (NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl 4．仪器分析法 （1）元素分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。 （2）红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团。 （3）原子吸收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素。 （一）问题探究 1. 交警用呼气式酒精检测仪检测酒驾运用了什么化学原理？ 答案：交警用呼气式酒精检测仪检测酒驾运用了重铬酸钾查酒驾的变色原理。重铬酸钾是一种强氧化剂，当驾驶员呼出的气体中含有酒精时，酒精会与重铬酸钾发生化学反应，使重铬酸钾的颜色发生变化，通过颜色变化就能判断驾驶员是否酒驾。 1. 有一份样品，可能是、、、、、中的一种或几种。样品经观察外观、溶解性测试、观察溶液颜色、测定溶液等步骤后，发现是白色粉末，能溶于水且溶液无色，呈强碱性。无水颜色为黑棕色。请分析该白色粉末是什么物质，并说明理由。 答案： · 首先，因为样品是白色粉末且能溶于水形成无色溶液，而溶液呈蓝色，溶液呈黄色，和难溶于水，所以可以排除、、和。 · 又因为溶液呈强碱性，是强碱，其溶液显碱性，溶液呈中性，所以该白色粉末可能是。 （二）问题思考 焰色反应部分 1. 焰色反应的研究对象是什么？它是物理变化还是化学变化呢？ 答案：焰色反应的研究对象是很多金属或其化合物。焰色反应属于物理变化，它是元素的性质，不是单质或某种化合物的性质。当金属或其化合物在灼烧时，原子中的电子会吸收能量，从低能级跃迁到高能级，而处于高能级的电子不稳定，会回到低能级，这个过程中会以光的形式释放出能量，从而使火焰呈现出特殊的颜色。 1. 在焰色反应实验中，能否用稀硫酸代替稀盐酸来洗涤铂丝？为什么？ 答案：不能。因为硫酸的沸点高，不易挥发，用稀硫酸洗涤铂丝后，在灼烧时硫酸会残留，可能会干扰实验结果，而稀盐酸的沸点低，易挥发，不会残留杂质。 1. 做焰色反应实验时，用铜丝代替铂丝会有什么后果？ 答案：铜丝本身有焰色反应，其焰色为绿色，会干扰待测物质的焰色观察，导致无法准确判断待测物质中金属或金属离子的存在。 1. 某同学在做焰色反应实验时，没有用稀盐酸洗涤铂丝就直接蘸取待测物质进行灼烧，可能会出现什么情况？ 答案：铂丝表面可能残留有上次实验的杂质，这些杂质的焰色会干扰本次实验，使观察到的火焰颜色不准确，无法正确鉴别待测物质中的金属或金属离子。 显色法部分 1. 什么是显色法？请举例说明显色法在实际中的应用。 答案：使特定组分发生化学反应，产生特征颜色，这种方法称为显色法。举例：用酸碱指示剂、试纸等检测溶液的酸碱性，用淀粉溶液检测碘单质等。 1. 用试纸检测溶液的酸碱性时，正确的操作方法是什么？ 答案：用玻璃棒蘸取少量待测溶液滴在试纸上，然后将试纸显示的颜色与标准比色卡对比，读出溶液的值。 1. 下列可以用显色法鉴别物质的是（ ） A. 用硝酸银溶液鉴别氯离子 B. 用淀粉溶液鉴别碘单质 C. 用稀盐酸鉴别碳酸根离子 D. 用氢氧化钠溶液鉴别镁离子 答案：B。 解析：A选项用硝酸银溶液鉴别氯离子是沉淀法；C选项用稀盐酸鉴别碳酸根离子是气体法；D选项用氢氧化钠溶液鉴别镁离子是沉淀法；而B选项用淀粉溶液鉴别碘单质是利用了显色法，淀粉遇碘变蓝。 1. 用酸碱指示剂检测溶液酸碱性时，如果指示剂颜色变化不明显，可能的原因有哪些？ 答案：可能的原因有：溶液的酸碱性较弱，导致指示剂颜色变化不显著；指示剂的用量过少；溶液中可能存在其他物质干扰了指示剂的变色反应等。 沉淀法部分 1. 沉淀法的原理是什么？在使用沉淀法时需要注意什么？ 答案：沉淀法是通过加入某种试剂，使物质中的特定组分与试剂反应生成沉淀，根据沉淀的性质和现象来判断物质中所含的组分。在使用沉淀法时要注意排除其他离子的干扰，比如在检验氯离子时，加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，是为了排除碳酸根离子、亚硫酸根离子和硫酸根离子的干扰。 1. 在检验硫酸根离子时，为什么要先加入稀盐酸，再加入氯化钡溶液？ 答案：先加入稀盐酸是为了排除亚硫酸根离子、碳酸根离子和银离子的干扰。亚硫酸根离子和碳酸根离子会与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，但这些沉淀能溶于稀盐酸；银离子会与氯化钡溶液中的氯离子反应生成氯化银沉淀，也不溶于稀硝酸，所以先加稀盐酸可以排除这些干扰，确保实验结果的准确性。 1. 某溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸，能否确定溶液中一定含有氯离子？ 答案：不能完全确定。虽然氯化银不溶于稀硝酸，但也可能存在其他不溶于稀硝酸的白色沉淀，比如硫酸银在一定条件下也可能产生类似现象，所以还需要进一步的实验来确定溶液中是否一定含有氯离子。 1. 在沉淀法实验中，如果加入试剂后没有观察到沉淀产生，能说明溶液中一定不含有目标离子吗？ 答案：不能。可能是目标离子的浓度过低，产生的沉淀量太少，肉眼无法观察到；也可能是溶液中存在其他物质与目标离子发生了反应，抑制了沉淀的生成。 气体法部分 1. 气体法的原理是什么？有哪些常见的利用气体法鉴别的例子？ 答案：气体法是通过加入某种试剂，使待测物质发生反应产生气体，根据气体的颜色、气味、能否使澄清石灰水变浑浊等性质来判断物质中所含的组分。常见例子如向含有碳酸根离子或碳酸氢根离子的物质中滴加盐酸，会产生二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 1. 在鉴别碳酸根离子时，为什么要将产生的气体通入澄清石灰水？ 答案：将产生的气体通入澄清石灰水是为了检验产生的气体是否为二氧化碳。如果气体能使澄清石灰水变浑浊，说明产生的气体可能是二氧化碳，从而推测溶液中可能含有碳酸根离子或碳酸氢根离子。 1. 某溶液中加入盐酸产生气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，能否确定溶液中一定含有碳酸根离子？ 答案：不能确定。能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳，也可能是二氧化硫，所以溶液中可能含有碳酸根离子、碳酸氢根离子或亚硫酸根离子等，需要进一步的实验来确定具体的离子。 1. 在气体法实验中，如果没有观察到气体产生，能说明溶液中一定不含有能产生气体的离子吗？ 答案：不能。可能是试剂的用量不足，没有与待测物质充分反应；也可能是反应条件不合适，导致气体产生的速率很慢或没有产生气体；还可能是溶液中能产生气体的离子浓度过低等。 （三）归纳总结 1. 请归纳焰色反应的实验步骤和常见金属的焰色。 答案： 实验步骤： · 洗：用稀浸洗铂丝。 · 烧：将用稀洗涤过的铂丝在火焰上灼烧，直至火焰恢复原来颜色为止。 · 蘸：用灼烧后的铂丝蘸取待测物质。 · 烧：将沾有待测物的铂丝放在火焰上灼烧，观察火焰的颜色。 · 洗：用稀盐酸洗涤用过的铂丝。 常见金属焰色： · 钠：黄色。 · 钾：紫色（透过蓝色钴玻璃）。 · 钙：砖红色。 · 锶：洋红色。 · 钡：绿色。 · 锂：紫红色。 · 铜：黄绿色。 1. 请归纳显色法、沉淀法、气体法的定义和举例。 答案： 显色法： · 定义：使特定组分发生化学反应产生特征颜色。 · 举例：酸碱指示剂、试纸、淀粉溶液。 沉淀法： · 定义：加入试剂观察是否有沉淀产生。 · 举例：检验、。 气体法： · 定义：加入试剂将待测物质转化为易于鉴别的气体。 · 举例：检验、。 1．能证明某溶液中含有NaCl的是 A．焰色试验是黄色 B．溶液有咸味 C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀 D．焰色试验是黄色，同时又能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀 【答案】D 【解析】A选项，焰色试验是黄色，只能说明溶液中含有钠元素，但不能确定一定含有氯化钠，因为其他含钠的化合物也可能有黄色焰色，A错误；B选项，溶液有咸味不能作为判断含有氯化钠的依据，很多物质的溶液可能都有类似的味道，B错误；C选项，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液出现白色沉淀，只能说明溶液中可能含有氯离子，但不能确定一定是氯化钠，可能是其他含氯的化合物，C错误；D选项，焰色试验是黄色说明有钠元素，能与稀硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀说明有氯离子，所以可以证明溶液中含有NaCl，D正确。 2．下列说法正确的是 A．用焰色反应鉴别NaCl和Na₂SO₄ B．区别K₂CO₃溶液和NaCl溶液只能用焰色反应 C．用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中含Na元素 D．做焰色实验时用洁净的铜丝蘸取待测液，放到无色火焰上灼烧，观察火焰颜色 【答案】C 【解析】A选项，NaCl和Na₂SO₄都含有钠元素，焰色反应均为黄色，不能用焰色反应鉴别二者，A错误；B选项，区别K₂CO₃溶液和NaCl溶液，除了焰色反应，还可以加入酸看是否有气体产生等方法，B错误；C选项，钠元素的焰色反应为黄色，用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中含Na元素，C正确；D选项，铜丝本身灼烧会产生绿色火焰，会干扰待测液的焰色观察，不能用铜丝，一般用铂丝或铁丝，D错误。 3．下列离子检验的方法正确的是 A．向某溶液中加入硝酸银溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中有Cl⁻ B．向某溶液中加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明原溶液中有SO₄²⁻ C．向某溶液中加入氢氧化钠溶液，生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu²⁺ D．向某溶液中加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解，说明原溶液中有SO₄²⁻ 【答案】C 【解析】A选项，加入硝酸银溶液生成白色沉淀，该沉淀可能是碳酸银等，不一定是氯化银，所以不能说明原溶液中有Cl⁻，A错误；B选项，加入氯化钡溶液生成白色沉淀，该沉淀可能是碳酸钡、硫酸钡等，不能说明原溶液中有SO₄²⁻，B错误；C选项，铜离子与氢氧化钠反应会生成蓝色的氢氧化铜沉淀，所以向某溶液中加入氢氧化钠溶液，生成蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu²⁺，C正确；D选项，加入氯化钡溶液生成白色沉淀，再加盐酸沉淀不溶解，该沉淀可能是氯化银，不一定是硫酸钡，不能说明原溶液中有SO₄²⁻，D错误。 4．某固体混合物可能含有K₂CO₃、K₂SO₄、CuSO₄、CaCl₂、KCl中的一种或几种，为了确定该混合物的成分，进行如下实验： 步骤I：将固体混合物溶于水，搅拌后得无色透明溶液。 步骤II：往步骤I溶液中滴加足量硝酸钡溶液，有白色沉淀生成。 步骤III：过滤，将沉淀物置于稀硝酸中，发现沉淀全部溶解，并放出气体。 试判断： （1）固体混合物中肯定有_____，肯定没有_____，可能有_____ 。 （2）对可能有的物质，可采用向步骤III中的滤液滴加_____溶液来检验。 （3）写出步骤III中发生的化学方程式__________。 【答案】（1）碳酸钾/K₂CO₃；K₂SO₄、CuSO₄、CaCl₂；氯化钾/KCl；（2）硝酸银/AgNO₃；（3）2HNO₃ + BaCO₃ = Ba(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑ 【解析】（1）步骤I中溶液无色透明，说明没有硫酸铜（硫酸铜溶液为蓝色），且碳酸钾和氯化钙不能同时存在（会反应生成碳酸钙沉淀）；步骤II中滴加硝酸钡溶液有白色沉淀生成，步骤III中沉淀全部溶解并放出气体，说明沉淀是碳酸钡，不是硫酸钡，所以肯定有碳酸钾，肯定没有硫酸钾和氯化钙；可能有氯化钾。（2）对于可能有的氯化钾，可通过加入硝酸银溶液，看是否有白色沉淀生成来检验。（3）步骤III中是硝酸与碳酸钡反应，化学方程式为2HNO₃ + BaCO₃ = Ba(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑。 5．能一次鉴别AgNO₃、Na₂CO₃、NaCl三种溶液的试剂是（ ） A．盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．氯化钡溶液 D．硝酸钾溶液 【答案】A 【解析】A选项，盐酸与AgNO₃反应生成白色沉淀氯化银，与Na₂CO₃反应生成二氧化碳气体，与NaCl不反应，现象不同，可以一次鉴别，A正确；B选项，氢氧化钠溶液与AgNO₃反应生成氢氧化银，氢氧化银不稳定会分解为氧化银（褐色沉淀），与Na₂CO₃不反应，与NaCl不反应，不能一次鉴别，B错误；C选项，氯化钡溶液与AgNO₃反应生成白色沉淀氯化银，与Na₂CO₃反应生成白色沉淀碳酸钡，与NaCl不反应，无法区分AgNO₃和Na₂CO₃，C错误；D选项，硝酸钾溶液与三种溶液都不反应，不能鉴别，D错误。 6．有四瓶无色溶液，分别是NaCl溶液、Na₂CO₃溶液、Na₂SO₄溶液、NaOH溶液，取样分别进行不同实验。下列说法正确的是（ ） A．用pH试纸检测，pH＞7的一定是NaOH溶液 B．滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀的一定是Na₂SO₄溶液 C．滴加AgNO₃溶液，产生白色沉淀的一定是NaCl溶液 D．滴加稀盐酸，有气泡产生的一定是Na₂CO₃溶液 【答案】D 【解析】A选项，Na₂CO₃溶液和NaOH溶液都显碱性，pH＞7，所以pH＞7的不一定是NaOH溶液，A错误；B选项，滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀的可能是Na₂CO₃溶液（生成碳酸钡沉淀），也可能是Na₂SO₄溶液（生成硫酸钡沉淀），B错误；C选项，滴加AgNO₃溶液，产生白色沉淀的可能是NaCl溶液（生成氯化银沉淀），也可能是Na₂CO₃溶液（生成碳酸银沉淀），C错误；D选项，滴加稀盐酸，有气泡产生的一定是Na₂CO₃溶液，因为碳酸钠与盐酸反应会生成二氧化碳气体，D正确。 7．春节期间，家家户户用燃放烟花爆竹的方式庆贺新春。这与高中化学中“焰色试验”知识相关，下列关于焰色试验说法中错误的是 A．焰色试验是化学变化 B．钠的焰色试验为黄色 C．钾的焰色试验应透过蓝色钴玻璃观察 D．不能利用焰色试验区分NaOH与NaCl固体 【答案】A 【解析】A选项，焰色试验是物理变化，是原子中的电子能量的变化，没有新物质生成，A错误；B选项，钠元素的焰色反应为黄色，B正确；C选项，钾元素的焰色反应容易被钠元素的黄色干扰，所以观察钾元素的焰色试验时应透过蓝色钴玻璃观察，C正确；D选项，NaOH与NaCl都含有钠元素，焰色反应均为黄色，不能利用焰色试验区分二者，D正确。 8．某无色、澄清溶液中可能含有①Na⁺、②SO₄²⁻、③Cl⁻、④HCO₃⁻、⑤CO₃²⁻、⑥H⁺、⑦Cu²⁺中的几种，且每种离子的个数均相等。依次进行下列实验，每步所加试剂均过量，观察到的现象如下： 下列结论不正确的是 A．肯定不含有③ B．肯定含有的离子是①②⑥ C．可能含有的离子是①③ D．④⑤⑦离子肯定不含有 【答案】C 【解析】溶液无色，说明肯定不含⑦Cu²⁺；加入过量盐酸，有气体生成，说明溶液中含有④HCO₃⁻或⑤CO₃²⁻，又因为加入盐酸后溶液中无沉淀，所以一定不含③Cl⁻；加入过量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明含有②SO₄²⁻；根据溶液呈电中性，因为每种离子个数相等，有SO₄²⁻，则一定有①Na⁺和⑥H⁺，且不含④HCO₃⁻和⑤CO₃²⁻。A选项，肯定不含有③Cl⁻，A正确；B选项，肯定含有的离子是①Na⁺、②SO₄²⁻、⑥H⁺，B正确；C选项，③Cl⁻肯定不含有，C错误；D选项，④HCO₃⁻、⑤CO₃⁻、⑦Cu²⁺离子肯定不含有，D正确。 1.焰色反应注意事项 （1）焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关，如灼烧钠的化合物和单质时，火焰颜色均为黄色。 （2）焰色试验属于物理变化，不属于化学变化。 焰色试验与气体物质燃烧时产生的各色火焰有本质的区别。焰色试验是金属的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种焰色光的过程，为物理变化。 （3）观察钾元素的焰色反应时，要透过蓝色的钴玻璃，目的是滤去黄色的光，避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。 （4）发生焰色试验的物质不一定是盐，也可能是碱。 2．几种重要阳离子的检验 （1）H+ ：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。 （2）Na+、K+ ：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过蓝色的钴玻片 )。 （3）Ba2+ ：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。 （4）Mg2+ ：能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。 （5）Al3+ ：能与适量的 NaOH溶液反应生成 白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或 过量的NaOH溶液。 （6）Ag+ ：能与 稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成 白色AgCl沉淀，不溶于稀 HNO3，但溶于氨水，生成 ［Ag(NH3)2］+。 （7）NH4+ ：铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并 加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。 （8）Fe2+ ：能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色 ，加入少量 新制的氯水后，立即显 红色。 (9)Fe3+ ：能与KSCN溶液反应，变成血红色 Fe(SCN)3溶液，能与 NaOH溶液反应，生成 红褐色Fe(OH)3沉淀。 (10)Cu2+ ：蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀 。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有 红色的铜生成。 3．几种重要的阴离子的检验 （1）OH－ ：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。 （2）Cl－：能与硝酸银 反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。 （3）Br－：能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。 （4）I－ ：能与硝酸银反应，生成 黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使 淀粉溶液变蓝。 （5）SO42－：能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。 考点1 焰色反应 1．用光洁的铂丝蘸取无色溶液在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，下列叙述正确的是 A．只含有Na+ B．一定含Na+，也可含K+ C．既含Na+又含有K+ D．可能含Na+或K+中一种 【答案】B 【解析】用光洁的铂丝蘸取无色溶液在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰，一定有含Na+，黄色火焰会遮盖住K+的火焰颜色，因此一定含Na+，也可含K+，若通过蓝色钴玻璃片，没有紫色火焰，才能证明不存在钾离子。答案选B。 2．下列说法正确的是 A．用焰色反应鉴别NaCl和Na2SO4 B．区别K2CO3溶液和NaCl溶液只能用焰色反应 C．用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，则该溶液中含Na元素 D．做焰色实验时用洁净的铜丝蘸取待测液，放到无色火焰上灼烧，观察火焰颜色 【答案】C 【解析】A项，NaCl、Na2SO4焰色试验均为黄色，无法鉴别，错误；B项，K2CO3和盐酸反应放出二氧化碳气体，NaCl和盐酸不反应，可以用盐酸鉴别K2CO3和NaCl，错误；C项，钠的焰色是黄色，用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧，火焰呈黄色，该溶液中含 Na 元素，正确；D项，因为铜丝灼烧火焰呈绿色，干扰实验，所以要用灼烧时火焰几乎为无色的铂丝或者铁丝，错误，答案选C。 考点2 显色法检验物质 3．下列能达到实验目的的是（ ） A．通过溶解、过滤、蒸发去除粗盐中的难溶性杂质 B．观察颜色鉴别黄金和黄铜 C．用无色酚酞鉴别白醋和食盐水 D．用燃着的木条鉴别N2和CO2 【答案】A 【解析】A、氯化钠溶于水，通过溶解、过滤、蒸发可以去除粗盐中的难溶性杂质，故A正确； B、黄金和黄铜均为黄色，无法通过观察颜色进行区分，故B错误； C、白醋显酸性，食盐水显中性，酸性和中性溶液均不能使酚酞溶液变色，现象相同，无法鉴别，故C错误； D、氮气和二氧化碳均不燃烧也不支持燃烧，均能使燃着的木条熄灭，现象相同，无法鉴别，故D错误。 故选A。 考点3 沉淀法、气体法检验物质 4．下列检验硫酸钠溶液中含有氯离子的方法正确的是（    ） A．先加溶液，过滤，再加溶液 B．先加溶液，再加稀硝酸溶液 C．先加足量的溶液，过滤，再加溶液 D．先加足量的溶液，过滤，再加溶液 【答案】C 【解析】A. 先加溶液，引入了氯离子，所以最终无法确定原溶液中是否有氯离子，A项错误；B. 硫酸根离子与银离子能生成硫酸银沉淀，对的检验有干扰，B项错误；C. 先加足量的溶液，除去硫酸根离子，过滤，再加溶液，生成白色沉淀，证明有氯离子存在，C项正确；D. 先加溶液，引入了大量，或把碳酸氢根离子(亚硫酸氢根离子)转化为碳酸根离子(亚硫酸根离子)，对后续的检验有干扰，D项错误；答案选C。 5．下列实验方案中能达到目的的个数有（ ） 序号 实验目的 实验方案 ① 鉴别氯化铵和硫酸铵 加入熟石灰粉末研磨，闻气味 ② 除去CuO中的少量木炭粉 在空气中充分灼烧 ③ 检验氢氧化钠溶液是否部分变质 加入足量后再向上层清液滴加酚酞试液 ④ 除去溶液中的少量 加入过量的氢氧化钠溶液，过滤 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【解析】①氯化铵和硫酸铵都能与熟石灰反应生成有刺激性气味的氨气，无法鉴别，故错误； ②在空气中充分灼烧，木炭粉(C)会与氧气反应生成二氧化碳气体(CO2​)逸出，而氧化铜(CuO)不反应，能除去CuO中的少量木炭粉，故正确； ③变质后的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠，滴加过量的氯化钡溶液，碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，过量的氯化钡能除尽碳酸钠，静置，再向上层清液滴加酚酞，酚酞溶液变红色，说明含有氢氧化钠，可检验溶液在空气中部分变质，故正确； ④氢氧化钠与硝酸镁反应生成氢氧化镁沉淀和硝酸钠，过滤能除去硝酸镁，但引入了氢氧化钠（过量的），故错误；所以能达到目的有②③； 故选B。 6．有一较浓的无色溶液，向其中加入少量的BaCl2溶液和稀HNO3，振荡，有白色沉淀生成，则原溶液中存在的离子情况是 A．只有 B．只有Ag+ C．有和Ag+ D．有或Ag+ 【答案】D 【解析】加BaCl2溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成，这种白色沉淀可能是BaSO4，也可能是AgCl，故选D。 7．能一次鉴别AgNO3、Na2CO3、NaCl三种溶液的试剂是（ ） A．盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．氯化钡溶液 D．硝酸钾溶液 【答案】A 【解析】A、盐酸与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳气体，与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀，与氯化钠溶液不反应，能出现三种明显不同的现象，可以鉴别，故A符合题意； B、氢氧化钠与氯化钠、碳酸钠溶液均不反应，无明显变化，不能出现三种明显不同的现象，不能鉴别，故B不符合题意； C、氯化钡与硝酸银溶液、碳酸钠溶液反应都产生白色沉淀，不能出现明显不同的现象，不能鉴别，故C不符合题意； D、硝酸钾溶液与硝酸银、碳酸钠、氯化钠三种溶液均不反应，不能鉴别，故D不符合题意。 故选A。 8．有四瓶无色溶液，分别是NaCl溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液、NaOH溶液，取样分别进行不同实验。下列说法正确的是（ ） A．用pH试纸检测，pH＞7的一定是NaOH溶液 B．滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀的一定是Na2SO4溶液 C．滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀的一定是NaCl溶液 D．滴加稀盐酸，有气泡产生的一定是Na2CO3溶液 【答案】D 【解析】A、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性，溶液pH均大于7，不符合题意； B、氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，故滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀的不一定是硫酸钠溶液，不符合题意； C、硝酸银与氯化钠、硫酸钠、碳酸钠均能反应生成白色沉淀，故滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀的不一定是氯化钠溶液，不符合题意； D、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，产生气泡，硫酸钠、氯化钠和稀盐酸均不反应，无明显现象，氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，无明显现象，故有气泡产生的一定是碳酸钠溶液，符合题意。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$