内容正文:
第一单元 研究物质的实验方法
第3课时 物质的检验
物质性质和变化的探究
专题2 研究物质的基本方法
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专题2 研究物质的基本方法
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新知学习探究
01
随堂巩固演练
02
知能达标训练
03
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新 知 学 习 探 究
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气味
沉淀的颜色
溶解性
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红色石蕊
刺激性
蓝
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AgNO3溶液
稀HNO3
白
不溶
NH4Cl+AgNO3===AgCl↓+NH4NO3
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BaCl2溶液
稀盐酸
白
不溶
(NH4)2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NH4Cl
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金属
化合物
特殊的颜色
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蓝色钴玻璃
稀盐酸
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颜色
气味
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CO2
澄清石灰水变浑浊
气味
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感官
仪器
实验
实验现象
分析
归纳
化学实验
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红
气泡
紫
酸性
酸性
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氧化
致密的氧化膜
抗腐蚀
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熔化
金属光泽
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有气泡产生
溶解
爆鸣
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
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加入MnO2前有少量气泡出现,加入MnO2后产
生大量气泡
加快
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快
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专题2 研究物质的基本方法
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专题2 研究物质的基本方法
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[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。
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________及其性质或______________、__________等来判断离子的种类。
1.NH的检验
(1)试剂:强碱溶液,____________试纸(或pH试纸)。
(2)现象:有__________气味的气体产生,湿润的红色石蕊试纸变______。
(3)化学方程式(以NH4Cl为例):
_______________________________________。
NH4Cl+NaOHNaCl+H2O+NH3↑
2.Cl-的检验
(1)试剂:________________、_____________。
(2)现象:有______色沉淀生成,该沉淀________(填“溶”或“不溶”)于稀HNO3。
(3)化学方程式(以NH4Cl为例):
_____________________________________。
3.SO的检验
(1)试剂:____________、__________。
(2)现象:有______色沉淀生成,该沉淀________(填“溶”或“不溶”)于稀盐酸。
(3)化学方程式[以(NH4)2SO4为例]:
_____________________________________。
4.焰色反应
(1)概念:许多________或它们的__________在火焰上灼烧时都会使火焰呈现______________,这叫作焰色反应。
(2)实验操作
①“烧”:将铂丝(或光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(或煤气灯)火焰灼烧至无色时为止。
②“蘸”:用铂丝蘸取少量KCl溶液。
③“烧”:在火焰上灼烧,透过______________观察火焰颜色。
④“洗”:用__________洗净铂丝,并在火焰灼烧至无色时,再检验下一个试样。
(3)注意事项
①不是所有的金属都可呈现焰色试验,金属单质与它的化合物的焰色试验相同。
②焰色试验是物理过程,是元素的特性。
③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,避免其中含钠杂质所造成的干扰。
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氧化为SO,从而影响SO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.下列说法正确的是( )
A.焰色试验时火焰呈黄色,说明该物质中含有钠元素
B.某物质的焰色不显紫色,说明该物质中肯定没有钾元素
C.焰色试验不能用于物质的鉴别
D.做焰色试验的金属丝可以用铜丝、光洁无锈的铁丝
解析 含有金属元素钠的单质或化合物焰色试验为黄色,A项正确;含有金属元素钾的单质或化合物焰色试验为紫色(必须透过蓝色的钴玻璃观察),B项错误;焰色试验能用于物质的鉴别,比如鉴别钠盐和钾盐,C项错误;做焰色试验的金属丝可以用铂丝、光洁无锈的铁丝,但不可以用铜丝,因为铜灼烧火焰为绿色,会干扰所测金属元素的颜色,D项错误。
答案 A
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________、________、__________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_______能使__________________,确定某矿石中是否含有碳酸盐。
(2)根据纤维灼烧时的________,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________或________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________,根据特定条件下的____________和结果,通过________、________等方法认识物质的性质及其变化的条件和规律。而____________是探究物质性质和变化的主要方法。
2.实验探究二氧化碳的性质
[实验操作] (1)将二氧化碳气体通入水中,向其中滴入几滴紫色石蕊试液;(2)加热该红色液体。
[实验现象] (1)溶液变成______色;(2)有________从溶液中逸出,溶液重新变成______色。
[实验结论] (1)有________物质生成;(2)生成的________物质不稳定。
3.实验探究铝的性质
(1)铝与氧气加热条件下的反应
铝(与氧气)在常温下能很快被________,形成________________,具有一定的__________性。所以打磨后的铝片有金属光泽。
[实验操作]
用坩埚钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动,仔细观察;
再取一小块铝箔,用砂纸仔细打磨(或在酸中处理后,用水洗净),除去表面的保护膜,再加热至熔化。
[实验现象] 两块铝箔都________,失去____________,熔化的铝__________。
[实验结论] 化学方程式:__________________________。
4Al+3O22Al2O3
(2)铝与盐酸、NaOH溶液的反应
[实验操作]
[实验现象] 试管中______________,铝片________;点燃的木条放在试管口时发出________声。
[有关化学方程式] _______________________________________、2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
4.探究影响双氧水分解快慢的因素
(1)催化剂对化学反应快慢影响的探究
实验操作
实验现象
___________________________________________ ____________
实验结论
MnO2可以使H2O2的分解速率________
(2)温度对化学反应快慢影响的探究
实验操作
试管中均为3 mL 15% H2O2溶液
实验现象
常温下产生气泡慢,加热产生气泡加快
实验结论
对于反应2H2O22H2O+O2↑来说,温度越高,H2O2的分解速率越______
(3)浓度对化学反应快慢影响的探究
实验操作
实验现象
质量分数为6%的H2O2溶液产生气泡速率较快
实验结论
浓度越大,H2O2的分解速率越快
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?
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。
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.化学兴趣小组只准备了以下实验用品:试管、酒精灯、pH试纸、红色石蕊试纸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、NaOH溶液、稀盐酸。计划对市郊的一个化工企业排放的废水进行检测,想检验废水中含有哪些离子。取来样品后做了以下几个实验。
(1)用pH试纸检验废水的pH,结果测得pH为3,说明废水中含有较多的______(填离子符号,下同)。
(2)取少量废水于试管中,加入浓的NaOH溶液,看到有少量蓝色沉淀,继续滴加NaOH溶液,稍加热试管,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,结果试纸变蓝色。可知溶液中存在______________。
(3)取少量废水于试管中,滴加几滴BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入稀盐酸,沉淀也不溶解,有同学认为废水中一定含有SO,这种判断是否正确?________(填“是”或“否”),因为___________________
_________________________________________。若填“否”,怎么才能确定SO的存在:______________________________________。
(4)因为该化工企业也生产化肥,如果想检验废水中是否含有K+,你认为小组还缺少哪些用品?
________________________________________________________。
答案 (1)H+ (2)Cu2+、NH
(3)否 加入的是BaCl2溶液,产生的白色沉淀也可能是AgCl,溶液中也可能含有Ag+ 先加入稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液
(4)铂丝、蓝色钴玻璃片
$$