【创新设计】高考化学总复习(江西版)物质的检验与定性实验分析.doc
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1、课时1物质的检验与定性实验分析最新考纲能对常见物质(阳离子、阴离子、气体、有机物等)进行检验。考点一常见离子的检验1常见物质的检验(包括鉴别、鉴定、推断)类型鉴别利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来。鉴定根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质,如鉴定NH4Cl,既要检验出NH4,又要检验出Cl。推断根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。方法若是固体,一般应先用蒸馏水溶解若同时检验多种物质,应将试管编号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叙述顺序应是:实验(操作)现象结论原理(写方程式
2、)要求反应要有良好的选择性、反应速率要快,并且能够完全反应。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。要排除干扰物质的影响,如用Ba2检验SO42的存在,要排除CO32、SO32、PO43等离子的干扰,如用Ag检验Cl、Br、I的存在,要排除CO32、PO43等离子的干扰。反应要在适宜的酸度、碱度、浓度、温度下进行。2.常见阳离子的检验根据离子检验时生成物所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:生成沉淀;生成气体;显现特殊颜色。常见阳离子试剂或方法实验现象H紫色石蕊试液变红活泼金属(如Zn)或Na2CO3溶液有无色无味气体产生Na焰色反应黄色火焰K
3、焰色反应紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)Mg2NaOH溶液白色沉淀,不溶于过量的碱Al3NaOH溶液白色沉淀,溶于过量的强碱Fe2NaOH溶液白色沉淀灰绿色红褐色先加KSCN溶液,再加氯水先无明显变化,再变血红色Fe3NaOH溶液生成红褐色沉淀KSCN溶液溶液呈红色苯酚溶液溶液呈紫色Cu2NaOH溶液蓝色沉淀,加热则沉淀变黑Ag含Cl的溶液,稀硝酸白色沉淀,不溶于稀硝酸稀氨水先生成白色沉淀,然后沉淀溶解Ba2稀硫酸或可溶性的硫酸盐溶液白色沉淀NH4NaOH溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体3.常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验OH(2)利用盐酸和其他试剂检验CO32加入BaCl2溶液
4、后,生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味气体HCO3加入BaCl2溶液后,无白色沉淀,再加入稀盐酸放出无色无味气体且能使澄清石灰水变浑浊。SO42先加稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生不溶于稀盐酸的白色沉淀SO32加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有刺激性气味并能使品红溶液褪色的气体(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验生成不溶于稀硝酸的白色沉淀生成不溶于稀硝酸的淡黄色沉淀生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀(4)利用某些特征反应检验I滴入淀粉溶液和新制氯水,溶液变蓝色探究思考1向某溶液中,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,能否判断
5、溶液中存在SO42?答案不能,若溶液中存在Ag,也有相同的现象发生。2向某溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,能否判断溶液中一定存在CO32?答案不能,若溶液中存在HCO3、SO32、HSO3,也有相同的现象。3向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,能否确定溶液中一定存在SO42?答案不能,若溶液中存在SO32和Ag,也有相同现象。4向某溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润无色酚酞试纸放在试管口,试纸不变红,则溶液中一定不存在NH4,该判断是否正确?为什么?答案判断错误,检验NH4时,应加入浓NaOH溶液,并加热,且用湿润的红色石蕊试纸。【示例
6、1】 (2013浙江,13)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如下实验:已知:控制溶液pH4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2、Mg2不沉淀。该同学得出的结论正确的是()。A根据现象1可推出该试液中含有NaB根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根C根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2,但没有Mg2D根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2思维启迪 解答本题要注意以下三点:(1)所加试剂对后续实验的影响;(2)所检验离子的特征性质;(3)葡萄糖酸根的结构。解析由于试液中加入了Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以不
7、能确定原溶液中是否含有Na,A项错误;葡萄糖酸中不存在醛基,所以无法用是否发生银镜反应来判断葡萄糖酸根的存在,B项错误;现象3说明无Mg2,现象4说明存在Ca2,C项正确;由于加H2O2之前,也没有进行过是否存在Fe2的测定,最后检测得到存在Fe3,可能是原来存在的,也可能是由Fe2氧化得到的,D项错误。答案C【示例2】 (2011天津理综,3)向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是()。操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SO42B滴加氯水和CCl4,振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有IC用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na,无K
8、D滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH4解析A项中,原溶液可能有Cl或SO32、CO32、Ag等,错误;C项中只能证明一定有Na,可能有K,需要透过蓝色钴玻璃判断,错误;D项需要用浓NaOH或加热,使NH3逸出,错误。答案B1(2013长沙模拟)某溶液中可能含有Na、NH4、Ba2、SO42、I、S2,分别取样:用pH计测试,溶液显弱酸性;加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是()。ANa BSO42 CBa2 DNH4解析溶液显弱酸性必含NH4,由、可分别排除S2、I,所以溶液中必有SO42和NH4,Na不能确定,选A。答案A2(20
9、13西安调研)某钠盐溶液中可能含有NO2、SO42、SO32、CO32、Cl、I等阴离子。某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:用pH计测得溶液的pH大于7加入盐酸,产生有色刺激性气体加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN溶液,显红色该同学最终确定在上述六种离子中仅含NO2、CO32、Cl三种阴离子。请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论()。A B C
10、D解析中加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,可证明有Cl无I;且放出有色刺激性气体,可证明有NO2。中加足量BaCl2溶液产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸,可证明无SO42和SO32;产生不能使品红溶液褪色的气体,可证明有CO32。故选B。答案B3某溶液中可能含有H、NH4、Mg2、Al3、Fe3、CO32、SO42、NO3中的几种。若加入锌粒,产生无色无味的气体;若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()。A溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3B溶液中n(NH4)0.2 molC溶液中一定不含CO32,可能含有SO4
11、2和NO3Dn(H)n(Al3)n(Mg2)111解析由知溶液中一定含有H,一定没有CO32、NO3,由知溶液中一定含有Mg2、Al3,由图像可知溶液中还一定含有NH4,且n(NH4)0.7 mol0.5 mol0.2 mol,n(H)0.1 mol,n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol,沉淀Al3、Mg2共消耗0.4 mol OH,其中沉淀Al3消耗0.3 mol OH,沉淀Mg2消耗0.1 mol OH,根据Mg22OH,可得n(Mg2)0.05 mol,故只有选项B正确。答案B坚持“四项基本原则”,破解离子推断题(1)肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存
12、在的离子;(记住几种常见的有色离子:Fe2、Fe3、Cu2、MnO4、CrO42、Cr2O72)(2)互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;(要注意题目中的隐含条件,如:酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)(3)电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)(4)进出性原则:是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。考点二常见气体及有机物的检验1常见气体检验检验气体是根据气体的特性,一般从以下5方面考虑:气体的颜色和气味;水溶液的酸碱性
13、;助燃、可燃及燃烧现象和产物;遇空气的变化;其他特性。待检物操作步骤现象O2用试管或集气瓶取待检气体,然后向试管或集气瓶中插入带有火星的木条带火星的木条复燃H2使待检气体通过尖嘴玻璃导气管并点燃,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯有浅蓝色火焰,烧杯里有水雾生成NH3用湿润的红色石蕊试纸检验变蓝把待检气体收集在集气瓶里,盖上玻璃片,用玻璃棒蘸取浓盐酸,开启玻璃片放在瓶上方生成白烟SO2在洁净试管里加入5 mL品红溶液,再通入待检气体品红溶液褪色,加热后又恢复红色CO2通入澄清石灰水中石灰水变浑浊,继续通入后变澄清Cl2用湿润的KI淀粉试纸靠近集气瓶口变蓝2.常见有机物的检验(1)碳碳双(三)键:能使少
14、量溴水或酸性KMnO4溶液褪色。(2)乙醇:将螺旋状铜丝加热至表面有黑色CuO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,并有刺激性气味产生。(3)乙醛或葡萄糖:加入到银氨溶液中,水浴加热,产生银镜;或加入到新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,有红色沉淀生成。(4)乙酸:使石蕊试液变红;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。(5)乙酸乙酯:加入滴有酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅或消失。(6)淀粉:滴加碘水,呈蓝色。(7)蛋白质:灼烧,有烧焦羽毛的气味;或加入浓硝酸微热,出现黄色。(8)苯酚:遇浓溴水迅速生成白色沉淀
15、。遇Fe3呈紫色。探究思考1将气体通入澄清石灰水中,若石灰水先变浑浊,后又变澄清,能否判断该气体一定是CO2?提示不能。若气体是SO2,也有相同的现象发生。若该气体无色无味,则可以判断是CO2。2溴水和酸性KMnO4溶液是有机物检验的2种重要的无机试剂。下列物质中能与溴水发生化学反应而使之褪色的有_,能使酸性KMnO4溶液褪色的有_。己烷SO2CH3CH2OH提示【示例3】 (2013海南化学,7)下列鉴别方法不可行的是()。A用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯B用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳C用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯D用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷思维启迪 认真分析被鉴别的物质与
16、所用试剂作用表现的性质及现象。解析乙醇溶于水,甲苯浮于水面,溴苯沉在水底,A对;乙醇、苯燃烧火焰有明显差别,而四氯化碳不燃烧,B对;乙醇溶于碳酸钠,乙酸与碳酸钠反应产生气泡,乙酸乙酯浮于溶液表面,C对;酸性高锰酸钾不能氧化苯和环己烷,D错。答案D【示例4】 (2013江苏化学,13)下列依据相关实验得出的结论正确的是()。A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B用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液C将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯D向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液
17、中一定含Fe2解析A项,一是能使澄清石灰水生成沉淀的气体除CO2外还有SO2,二是还可能是碳酸氢盐溶液,错误;B项,溶液焰色反应呈黄色,只能说明一定含有钠元素,不一定是钠盐,也可能是NaOH溶液,错误;C项,能使溴水褪色的气体除乙烯外还可能是其它不饱和气态烃如丙烯、乙炔等或是还原性气体如SO2等,错误;D项,加KSCN溶液不变色,说明没有Fe3,加氯水后显红色,说明生成Fe3,原溶液中一定含有Fe2,正确。答案D1某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下,将此混合气体通过浓H2SO4,总体积基本不变;通过过量的澄清石灰水,未见变浑浊,但
18、混合气体的总体积减小;把剩余气体导出后,在空气中能够点燃,燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分是()。AHCl和CO BHCl、H2和COCCH4和NH3 DHCl、CO和CO2解析该题考查了混合气体组成成分的鉴定。根据题意可推知该混合气体中不含碱性气体;混合气体中无CO2但有酸性气体;混合气体中的可燃性气体不含氢元素。所以此混合气体的成分只能是HCl和CO。答案A2物质鉴别有多种方法,下列能达到鉴别目的是()。用水鉴别苯、乙醇、溴苯相互滴加的方法鉴别Ca(OH)2和NaHCO3溶液点燃鉴别甲烷和乙炔(C2H2)A B C D解析中乙醇与水互溶,另二者分层,苯层(油层)在上层,
19、溴苯(油层)在下层,可以区别。中两者互滴,均有沉淀。至过量也是此现象,无法区别。乙炔中C、H比与苯同,燃烧现象同苯,可以通过烟的浓烈程度,火焰明亮程度及颜色来区别。答案B3右图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题。(1)B中加入的试剂是_,作用是_。(2)C中加入的试剂是_,作用是_。(3)D中加入的试剂是_,作用是_。(4)实验时,C中应观察到的现象是_。解析一定要理解题意是检验气体成分,检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用
20、是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色不能证明二氧化硫已除尽。答案(1)品红溶液检验SO2(2)酸性KMnO4溶液除去SO2并检验SO2是否除尽(3)澄清石灰水检验CO2(4)酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽(或不褪色,或不褪成无色)1物质检验的一般步骤2物质检验的一般依据任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可作为物质检验的依据。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断;还可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。气体混合物成分的检验(教师用书独
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