内容正文:
第十章 化学实验基础和综合探究
第55节 离子的检验,物质的鉴别与推断
高三一轮总复习
1
CONTENT
1. 物质的检验
2. 物质的鉴别
3. “表格型”实验设计方案评价
物理法、化学法
1. 物质检验的一般思路
(1)若是固体, 一般应先用蒸馏水溶解。
(2)若同时检验多种物质, 应将试管编号。
(3)要取少量溶液放在试管中进行实验, 绝不能在原试剂瓶中进行检验。
(4)叙述顺序: 实验(操作)→现象→结论→原理(或写方程式)。
1. 物质的检验
“取少量**溶液与试管中,滴加*溶液,若出现**现象,则说明存在*离子”
2. 物质检验的要求
(1)反应要有明显的外部特征, 如溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等。
(2)反应要在适宜的酸度、碱度、浓度、温度下进行。
(3)检验反应时常需排除干扰物质的影响, 如用Ba2+检验SO42-的存在, 要排除CO32-、SO32-等离子的干扰。
(4)检验反应要求具有一定的选择性和特效性。如用品红溶液检验 ,用KSCN溶液检验 , 用湿润的红色石蕊试纸检验 。
SO2
Fe3+
NH3
1. 物质的检验
3. 常见气体的检验
(1)酸性气体的检验
变浑浊
褪色
出现红色
变红
白烟
白色沉淀
1. 物质的检验
(2)碱性气体的检验
(3)还原性气体的检验
白烟
变蓝
变蓝
变浑浊
红棕色
1. 物质的检验
(4)氧化性气体的检验
复燃
变蓝
变红
变蓝
1. 物质的检验
4. 常见有机物的检验
(1)含碳碳双(三)键的有机物:能使少量溴水或酸性KMnO4 溶液褪色。
(2)卤代烃:与碱的水溶液共热,加稀硝酸酸化,然后加AgNO3溶液,有沉淀生成。
(3)乙醇: 将螺旋状铜丝加热至表面有 生成,迅速插入待测溶液,反复多次,可见铜丝被还原成光亮的红色,并有 产生。
(4)含酚羟基的物质:与FeCl3溶液发生显色反应,或与浓溴水反应生成白色沉淀。
(5)含醛基的物质: 加入银氨溶液中,水浴加热,产生 ;或加入新制Cu(OH)2悬浊液中,加热,有 生成。
黑色CuO
刺激性气味
银镜
砖红色沉淀
1. 物质的检验
(6)含—COOH的物质: 使石蕊溶液变红;或与Na2CO3或NaHCO3溶液反应有气泡生成;或使新制Cu(OH)2悬浊液溶解得蓝色溶液。
(7)乙酸乙酯: 加入滴有酚酞的 溶液,加热。红色 或 。
(8)淀粉:滴加碘水,呈 。
(9)蛋白质:灼烧,有 的气味;或加入浓硝酸微热,出现 ,以此来检验含苯环的蛋白质。
NaOH
变浅
消失
蓝色
烧焦羽毛
黄色沉淀
1. 物质的检验
1. 不用任何试剂鉴别多种物质
(1)先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后再利用它们去鉴别其他的物质。
(2)若均无明显外观特征,可考虑用加热或焰色试验鉴别。
(3)若以上2种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录混合后的反应现象,分析确定。
(4)若被鉴别物质为2种时,可考虑因试剂加入的顺序不同,现象不同而进行鉴别。
2. 物质的鉴别
2. 只用一种试剂鉴别多种物质
(1) 先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性,确定能否选用水或指示剂(如石蕊)进行鉴别。
(2) 根据特征反应,常用KMnO4酸性溶液、溴水、新制氢氧化铜悬浊液、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。
2. 物质的鉴别
3. 物质鉴别的方法
鉴别方法 适用范围 举例
物
理
方
法 观察法 被鉴别物质的状态、颜色等不同 如CuCl2、FeCl3与NaCl溶液;O2与Cl2等
气味法 气体或有挥发性气味物质(有毒气体慎用) 如C2H5OH等
水溶法 被鉴别物质在水中的溶解情况不同 如Na2CO3与CaCO3等
焰色试验法 某些金属或金属离子 如钾盐、钠盐的鉴别
2. 物质的鉴别
鉴别方法 适用范围 举例
化
学
方
法 加热法 易分解的物质 如含 HCO3-、NH4+的盐类;
难溶性碱; 结晶水合物失水等
显色法 某些离子在特定试剂中显示特殊颜色 如用石蕊、酚酞、pH试纸检验H+或OH-;
利用Fe3+遇SCN-呈红色检验Fe3+等
水溶法 被鉴别物质加水后有特殊现象 如无水CuSO4加水变蓝;硝酸铵和氢氧化钠加水后的温度差异
2. 物质的鉴别
鉴别方法 适用范围 举例
化
学
方
法 点燃法 可燃物的燃烧现象、产物不同 如H2在Cl2中燃烧呈苍白色火焰,在O2中燃烧呈淡蓝色火焰
指定试剂法 待鉴别物质性质存在差异性 如(NH4)2SO4、Na2SO4、NH4Cl、NaCl 四种无色溶液,可选择Ba(OH)2鉴别
分组法 被鉴别物较多 如Na2CO3、NaOH、H2O、BaCl2、H2SO4、盐酸六种物质,可选择石蕊溶液检验分成三组, 然后再进行鉴别
2. 物质的鉴别
4. 气体物质检验的思路
由于气态物质贮存困难, 使用时易扩散, 故检验时要尽可能利用其物理性质;若利用化学性质, 则先考虑使用试纸。一般按下列顺序进行检验:
观察颜色法 红棕色:NO2
黄绿色:Cl2
在空气中形成白雾:HCl等
在空气中由无色变为红棕色:NO
2. 物质的鉴别
试纸检测法 湿润的红色石蕊试纸变蓝:NH3
湿润的品红试纸褪色:SO2等
点燃法 使带火星的木条复燃:O2
产生轻微爆鸣声:H2等
通入澄清
石灰水法 变浑浊:CO2等
无现象:N2等
5. 常见阳离子的检验
序号 离子 试剂或方法 实验现象
(1) Na+ 焰色试验 火焰呈黄色
(2) K+ 焰色试验 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
(3) N NaOH溶液(浓) 加热, 生成有刺激性气味、使湿润的红色石蕊试纸变蓝(遇浓盐酸产生大量白烟)的气体
2. 物质的鉴别
序号 离子 试剂或方法 实验现象
(4) Fe3+ ①KSCN溶液
②K4[Fe(CN)6]溶液
③NaOH溶液 ①显红色
②生成蓝色沉淀
③生成红褐色沉淀
(5) Fe2+ ①先加KSCN溶液, 再加氧化剂(如Cl2)
②K3[Fe(CN)6]溶液
③NaOH溶液 ①开始无现象, 加氧化剂变为红色
②生成蓝色沉淀
③先生成白色沉淀, 在空气中迅速变为灰绿色, 最终变成红褐色沉淀
2. 物质的鉴别
序号 离子 试剂或方法 实验现象
(6) 既有 Fe3+、又有 Fe2+ Fe3+: KSCN溶液 显红色
Fe2+: 酸性KMnO4溶液(或K3[Fe(CN)6]溶液) 紫色褪去(或生成蓝色沉淀)
(7) Ag+ ①盐酸或可溶性盐酸盐,并加入稀硝酸;
②氨水 ①产生白色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸
②开始产生白色沉淀, 继续加氨水, 沉淀溶解
(8) Al3+ NaOH溶液 开始产生白色沉淀, 继续加NaOH溶液, 沉淀溶解
2. 物质的鉴别
6. 常见阴离子的检验
序号 离子 检验试剂 实验现象
(1) CO32-或
HCO3- BaCl2(CaCl2)溶液、然后再加入稀盐酸 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀, 沉淀溶于稀盐酸, 并放出无色、无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体
(2) SO32- BaCl2溶液、盐酸 加入BaCl2溶液, 产生白色沉淀, 该沉淀可溶于盐酸, 放出使品红溶液褪色、加热时恢复原色的气体
(3) SO42- 盐酸、BaCl2溶液 先加盐酸无现象, 再加 BaCl2溶液产生白色沉淀
(4) Cl- AgNO3溶液、稀硝酸 加入AgNO3溶液, 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀
序号 离子 检验试剂 实验现象
(5) Br- AgNO3溶液、稀硝酸 加入AgNO3溶液, 产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀
(6) I- ①AgNO3溶液、稀硝酸
②氯水、淀粉溶液 ①加入AgNO3溶液, 产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀
②加入氯水和淀粉溶液, 溶液变蓝
(7) NO3- 铜屑、浓硫酸 加入铜屑和浓硫酸, 共热, 产生红棕色有刺激性气味的气体, 反应后混合物加入水中呈蓝色
氯气、SO2等均可使品红溶液褪色。
(1)能使品红溶液褪色的气体一定是SO2( )
×
(2)某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝, 该气体一定是氯气( )
×
(3)某气体在空气中可产生白雾, 且能使湿润的蓝色石蕊试纸变红, 则该气体一定是HCl( )
×
课堂练习
(4)向某溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体, 则原溶液中一定含有C或S( )
×
原溶液可能含HC或HS。
(5)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液, 溶液呈红色, 可以得出溶液中一定含Fe2+( )
×
HBr、HI也可以
“表格型”实验设计方案评价
实验目的、操作、现象与结论
(1)对“实验操作”要注意实验步骤的完整性、可操作性、科学性以及是否环保等。
(2)对“现象”要注意与“实验操作”的一致性,同时要注意“现象”是否全面。
(3)对“结论”要注意根据“现象”能否得出“结论”,是否有干扰因素等。
3. 实验方案评价
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(1) 向NaCl和NaI稀溶液中滴加少量AgNO3溶液,先出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
(2) 先将硫代硫酸钠与硫酸两种溶液混合后再用水浴加热,观察出现浑浊所用的时间 探究温度对化学反应速率的影响
×,NaCl和NaI溶液的浓度未知,
无法比较Ksp大小
×,探究温度对化学反应速率的影响,要先将混合液加热到所需要的温度后再混合,若先混合则会发生反应,影响实验的判断
1.条件陷阱
实验目的、操作、现象与结论
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(3) 溴乙烷与NaOH溶液共热后,滴加AgNO3溶液,未出现淡黄色沉淀 溴乙烷未发生水解
(4) 在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热,向水解后的溶液中加入新制Cu(OH)2并加热,无红色沉淀 说明淀粉未水解
×,NaOH与AgNO3溶液反应生成的AgOH极不稳定,分解生成棕褐色的氧化银,干扰溴离子的检验,应该先加稀硝酸中和NaOH后再加AgNO3溶液
×,应该先加氢氧化钠溶液中和硫酸后使溶液呈碱性再加新制Cu(OH)2
1.条件陷阱
实验目的、操作、现象与结论
2.逻辑陷阱
实验目的、操作、现象与结论
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(1) 用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色 一定是钠盐
(2) 在蔗糖的水解液中加入银氨溶液并加热,无银镜产生 蔗糖没有水解
(3) 向乙醇中加入浓硫酸,加热,溶液变黑,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色 该气体是乙烯
×,NaOH进行焰色试验,火焰也是黄色
×,检验蔗糖的水解产物应在碱性条件下,应水解后加碱至溶液呈碱性,再检验是否水解产生葡萄糖
×,挥发出的乙醇、生成的乙烯及副反应生成的SO2都能使酸性KMnO4溶液褪色
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(4) 蘸有浓氨水的玻璃棒靠近溶液X,有白烟产生 X一定是浓盐酸
(5) 向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 该溶液一定是碳酸盐溶液
(6) 向某黄色溶液中加入淀粉碘化钾溶液,溶液呈蓝色 溶液中含Br2
×,只要是挥发性的浓酸遇蘸有浓氨水的玻璃棒都能产生白烟,浓盐酸、浓硝酸都符合
×,该溶液还可能是碳酸氢盐溶液或亚硫酸盐溶液或亚硫酸氢盐溶液
×,黄色溶液中加入淀粉碘化钾溶液变蓝,说明含有能氧化碘离子的物质,可能是Br2也可能是Fe3+等
2.逻辑陷阱
实验目的、操作、现象与结论
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(7) 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,均有固体析出 蛋白质均发生变性
(8) 向Na2CO3溶液中加入冰醋酸,将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中,产生白色浑浊 酸性:醋酸>碳酸>苯酚
×,向蛋白质溶液中加入饱和氯化钠溶液发生盐析
×,醋酸具有挥发性,生成的CO2气体中混有挥发出的醋酸,苯酚钠变浑浊可能是因为CO2,也可能是因为醋酸,无法比较碳酸与苯酚的酸性强弱
2.逻辑陷阱
实验目的、操作、现象与结论
3.原理陷阱
实验目的、操作、现象与结论
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(3) 将SO3、SO2气体通入BaCl2溶液中,生成白色沉淀 此沉淀是BaSO3、BaSO4
(4) 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液,溶液变红 Fe(NO3)2晶体已氧化变质
(5) 向Na2O2样品中滴加过量的盐酸,将生成的气体通入BaCl2溶液,无白色沉淀生成 样品未变质
×,SO2与BaCl2溶液不反应,SO3与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,此白色沉淀只是BaSO4
×,变质的样品会生成碳酸钠,与盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳与氯化钡不反应,则现象不能说明是否变质
3.原理陷阱
×,还原产物是NO,在试管口被氧化为NO2
×,生成的溴化氢显酸性,溴苯不具有酸性
×,SO2在反应中作还原剂,体现的是还原性而不是漂白性
3.原理陷阱
实验操作及现象 实验结论 判断并解释
(9) 将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去 SO2具有漂白性
(10) 向2支盛有2mL不同浓度Na2SO3溶液的试管中同时加入1mL 2% H2O2溶液,观察实验现象 可得出浓度对反应速率的影响
(11) 向某溶液中先加入氯水或双氧水再滴加KSCN 溶液,溶液显红色 该溶液中一定含Fe2+
×,Na2SO3溶液与H2O2溶液反应并没有明显的实验现象,不能得出浓度对反应速率的影响
×,若溶液中仅有Fe3+也符合要求
×,二氧化硫是酸性氧化物,能与碱反应生成盐和水,与漂白性无关
3.原理陷阱
实验操作 现象 结论
A 向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液 先变橙色,后变蓝色 氧化性:Cl2>Br2>I2
B 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的悬浊液 无砖红色沉淀 蔗糖未发生水解
C 石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液 溶液由红棕色变无色 气体中含有不饱和烃
D 加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片 试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红 氯乙烯加聚是可逆反应
1. (2022·全国乙卷,T10)由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是( )
C
课堂练习
2.(2023·新课标卷,T11)根据实验操作及现象,下列结论中正确的是( )
实验操作及现象 结论
A 常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B 取一定量Na2SO3样品,溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。加入浓硝酸,仍有沉淀 此样品中含有
C 将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝 Cu的金属性比Ag强
D 向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应
C
课堂练习
3. (2021·广东卷)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是 ( )
B
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备NO
B 将密闭烧瓶中的NO2降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入KI溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束,将剩余NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂
课堂练习
4. (2022·全国甲卷)根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是( )
C
课堂练习
课后作业1
1、大本《优化设计》第55讲、57讲
不做 P301-考向2,P303-T2
2、小本《优化设计》第55讲
只做 T1,2,4,5,9,13
课后作业2
1、周末卷0209
2、大本《优化设计》第59讲
考点一只做【对点训练2】、 其他模块全做
实验操作及现象
实验结论
判断并解释
(1) 向溶液中滴加硝酸,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成
溶液中一定含有SO
(2) 将SO2气体通入Ba(NO3)2溶液中,生成白色沉淀
此沉淀是BaSO3
实验操作及现象
实验结论
判断并解释
(6) 向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入0.1mol/L H2SO4溶液,试管口出现红棕色气体
溶液中NO被Fe2+还原为NO2
(7) 液溴、苯在铁催化下反应,反应后的混合物显酸性
说明溴苯显酸性
(8) SO2通入溴水(或碘水或酸性高锰酸钾溶液)中,溴水褪色
SO2有漂白性
选项
实验目的
实验及现象
结论
A
比较CH3COO-和HCO的水解常数
分别测浓度均为0.1 mol/L CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH,后者大于前者
Kh(CH3COO-)< Kh(HCO)
B
检验铁锈中是否含有二价铁
将铁锈落于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫色褪去
铁锈中含有二价铁
C
探究氢离子浓度对CrO、Cr2O相互转化的影响
向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸,黄色变为橙红色
增大氢离子浓度,转化平衡向生成Cr2O的方向移动
D
检验乙醇中是否含有水
向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体
乙醇中含有水
$