2020年高中化学 专题一 化学家眼中的物质世界 第2单元 研究物质的实验方法 第2课时 常见物质的

第二单元研究物质的实验方法第2课时常见物质的检验[目标导学]1．了解物质检验的基本要求和步骤。2．学会Cl－、SO2－4、CO2－3、NH＋4等离子的检验。3．能用焰色反应、离子检验法设计简单的实验方案探究某些常见物质的组成成分。[背诵经典导学]待检测的物质检验方法碳酸盐与稀盐酸反应，产生使澄清石灰水变浑浊的无色、无味的气体铵盐与强碱(NaOH等)溶液混合加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体[背诵经典导学]待检测的物质检验方法硫酸盐先加足量稀盐酸无现象，再加BaCl2溶液产生白色沉淀氯化物与AgNO3溶液反应，生成不溶于稀HNO3的白色沉淀钠元素焰色反应——黄色钾元素焰色反应——紫色(透过蓝色钴玻璃)扬帆起航温习双基课前学习空间在生活、生产及化学研究中，人们经常需要根据不同_____、_____或_____的某些特征反应对物质进行检验，以确定物质的_____。例如，碳酸盐与盐酸反应放出_______气体；根据纤维在火焰上燃烧___________，确定该纤维是否为蛋白质纤维。CO2原子分子离子组成产生的气味1．离子检验(1)NH＋4的检验加热氯化铵和氢氧化钠的混合溶液发生反应的化学方程式为__________________________________________。根据铵盐与_____溶液混合加热时有氨气放出，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变___来检验铵根离子。NH4Cl＋NaOH=====△NaCl＋NH3↑＋H2O强碱蓝(2)Cl－的检验盐酸、氯化钠、氯化铵等溶液中的氯离子能与硝酸银溶液中的___离子反应，生成白色的_______沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸。常用溶液中先加_______酸化，再加_______的方法来检验Cl－。HNO3AgNO3银氯化银(3)SO2－4的检验硫酸铵、硫酸钾等溶液中的硫酸根离子能与氯化钡溶液中的___离子反应，生成白色的_______沉淀，该沉淀不溶于稀盐酸。常用向溶液中先加入_____，再加入_______溶液的方法来检验溶液中是否含有硫酸根离子。钡硫酸钡盐酸氯化钡2．焰色反应(1)定义：________________________________________________________，这叫做焰色反应。根据火焰所呈现的特征焰色，可以检验_____或_________的存在。许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色金属金属离子(2)实验操作①取一根铂丝(或用_______代替)，放在酒精灯(或煤气灯)火焰上烧至_____。②用铂丝蘸取试样置于火焰上_____，观察火焰颜色，观察钾的火焰颜色时，要透过___________。③再用_______洗净铂丝，并在火焰上灼烧至无色，检验下一个试样。(3)焰色反应的颜色钠：_____，钾：_____。细铁丝无色灼烧蓝色钴玻璃稀盐酸黄色紫色3．用仪器分析化学物质的组成用___________确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素，用___________确定物质中是否存在某些有机原子团，用_____________确定物质中含有哪些金属元素等。元素分析仪红外光谱仪原子吸收光谱——小试身手1．思考辨析(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，则该溶液中只含有Na＋。(×)解析：因为黄色火焰可以掩盖紫色火焰，该溶液中一定含Na＋，也可能含K＋。(2)向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，如果产生白色沉淀，则一定有SO2－4。(×)解析：加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，可能是BaSO4或AgCl，即原溶液中可能含SO2－4或Ag＋。(3)向某溶液中加入AgNO3溶液，再加稀硝酸，产生白色沉淀，则一定有Cl－。(√)(4)向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，则一定含有CO2－3。(×)解析：HCO－3也能与稀盐酸反应产生CO2气体。2．下列离子检验的方法正确的是()A．某溶液――→＋硝酸银溶液有白色沉淀，说明原溶液中有Cl－B．某溶液――→＋氯化钡溶液有白色沉淀，说明原溶液中有SO2－4C．某溶液――→＋氢氧化钠溶液有蓝色沉淀，说明溶液中有Cu2＋D．某溶液――→＋稀硫酸生成无色气体，说明原溶液中有CO2－3解析：白色沉淀可能为硫酸银、碳酸银等，应先加硝酸酸化排除干扰离子，再加硝酸银检验氯离子，故A错误；白色沉淀可能为AgCl，应先加盐酸酸化排除干扰离子，再加氯化钡检验硫酸根离子，故B错误；蓝色沉淀为氢氧化铜，则生产蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋，故C正确；无色气体可能为二氧化碳、二氧化硫等，则原溶液中可能有CO2－3、SO2－3、HCO－3，HSO－3等离子，故D错误，故选C。答案：C3．某物质在煤气火焰上灼烧，焰色反应为黄色，下列判断中正确的是()A．该物质一定是钠的化合物B．该物质一定含钠元素C．该物质中一定含有钾元素D．该物质可能不含钠元素解析：焰色反应黄色是钠元素的特征焰色，不论游离态钠，还是化合态钠，其焰色都是黄色。A、D被排除。由于黄色可以掩盖紫色，所以该物质中可能含有钾元素，C被排除。答案：B核心要点突破定位重点深化理解知识点一物质检验的一般方法、思路和要求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、溶解性等加以区别，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，可用紫色石蕊溶液。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)“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”。3．物质检验的基本要求(1)现象明显：如颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成、焰色等。(2)操作简单：所用试剂要易得，用量要少，反应条件要容易达到。(3)排除干扰：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。4．物质检验的注意事项(1)多次加入不同的试剂进行检验时，应及时排除前次加入试剂可能引入的干扰物质。(2)只用一种试剂鉴别多种物质时，一般是根据被检验各物质的阴、阳离子的特点，以及与加入的试剂发生反应产生的不同现象来鉴别。(3)不用任何其他试剂进行鉴别是一种常用的物质检验方法，方法有多种，需具体问题具体分析。通常若几种未知液中，能确定某种物质(如一些有色物质)，当向另外的几种未知液中滴加该物质时，若出现不同的现象，则可以鉴别。【名师提示】检验一种离子时要排除其他离子的干扰,如含Cl－的溶液中若有SO2－4，在检验Cl－的存在时，需加过量BaNO32溶液，除去SO2－4后，然后再取上层清液加入HNO3酸化的AgNO3溶液检验Cl－是否存在。若不除SO2－4，则Ag2SO4会干扰Cl－的检验。知识点二常见阳离子和阴离子的检验1．常见阳离子的检验离子检验试剂现象变化实质或方程式①石蕊或甲基橙试液试液变红化学变化H＋②pH试纸试纸变红化学变化离子检验试剂现象变化实质或方程式NH＋4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＋NaOH=====△NaCl＋H2O＋NH3↑Mg2＋加NaOH溶液产生白色沉淀，NaOH过量时沉淀不溶解MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓离子检验试剂现象变化实质或方程式①观察溶液颜色蓝色Cu2＋②加NaOH溶液产生蓝色沉淀CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4离子检验试剂操作发生的现象化学方程式或原理①石蕊试剂向被测液中滴入石蕊试剂溶液变蓝化学变化OH－②酚酞试剂向被测液中滴入酚酞试剂溶液变红化学变化离子检验试剂操作发生的现象化学方程式或原理Cl－AgNO3＋稀HNO3将被测液用稀HNO3酸化并滴入AgNO3溶液产生白色沉淀，不溶于稀硝酸NH4Cl＋AgNO3===AgCl↓＋NH4NO3SO2－4盐酸＋BaCl2溶液向被测液中滴加盐酸，再加BaCl2溶液生成白色沉淀(NH4)2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NH4Cl离子检验试剂操作发生的现象化学方程式或原理CO2－3(可溶性碳酸盐)CaCl2溶液＋盐酸＋澄清石灰水向被测液中逐滴滴入CaCl2溶液，然后再滴入盐酸，将放出的气体通入澄清石灰水产生白色沉淀；滴加稀盐酸时沉淀溶解，放出无色无味气体，此气体使澄清的石灰水变浑浊Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaClCaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O知识点三焰色反应(1)实验用品：铂丝(或铁丝)、酒精灯(或煤气灯)、稀盐酸、蓝色钴玻璃(检验钾时用)。(2)操作过程①洗：用稀盐酸洗涤铂丝(或光洁无锈的铁丝)；②烧：放在火焰上灼烧至火焰颜色与原来相同；③蘸：用铂丝(或者铁丝)蘸取药品(或溶液)；④烧：在火焰上灼烧，观察火焰颜色。(3)一些常见金属元素的焰色如：钠：黄色钾：紫色(透过蓝色钴玻璃)锂：紫红色钙：砖红色锶：洋红色钡：黄绿色铜：绿色【名师提示】1并不是所有金属都可呈现焰色反应。2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，避免其中钠的杂质所造成的黄色的干扰。3金属单质与它的化合物的焰色是一样的。4焰色反应为物理过程，是元素的性质。——对点训练【例1】不用其他试剂，用最简单的方法一一鉴别出下列物质：①NaOH溶液，②Mg(NO3)2溶液，③CuSO4溶液，④KCl溶液，正确的鉴别顺序是()A．①②③④B．③①②④C．④①②③D．③④②①【解析】通过观察颜色可以先鉴别出蓝色的溶液③硫酸铜，然后把硫酸铜分别加入其它溶液中，有蓝色沉淀的是①氢氧化钠，再把氢氧化钠溶液分别加入剩余的溶液中，有白色沉淀的是②硝酸镁，无变化的是④氯化钾，观察选项，正确的顺序为③①②④，答案选B。【答案】B【名师指导】完成此题，可以依据物质的性质进行，可以采用排除法快速得出答案。注意进行物质鉴别时，要根据物质的性质差异进行，不用其他试剂的情况下，首先考虑物质的颜色，然后将鉴别出的物质加入到其他试剂中，根据现象的不同逐步进行鉴别。【例2】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Ba(NO3)2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Ba(NO3)2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SO2－4B．一定有CO2－3C．不能确定Cl－是否存在D．不能确定SO2－4是否存在【解析】向①中生成的白色沉淀中继续加过量的稀盐酸，最终仍有白色沉淀，则沉淀为BaSO4，但不能确定原溶液中一定含有SO2－4，因为SO2－3和HSO－3在酸性条件下可被NO－3氧化为SO2－4，因此检验SO2－4时，只能用BaCl2而不用Ba(NO3)2，A项不正确；D项正确；根据②中产生CO2气体，可确定有CO2－3，B项正确；根据③知沉淀为AgCl，但不能确定有Cl－，因为②中已加入了稀盐酸，对Cl－的确定产生了干扰，C项正确。【答案】A【例3】有一试管中盛有少量白色晶体，可能是铵盐，检验的方法是()A．加入蒸馏水，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口B．加入NaOH溶液，加热，滴入无色酚酞试液C．加入NaOH溶液，加热，滴入紫色的石蕊试液D．加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口【解析】铵盐和NaOH溶液混合加热放出NH3，NH3使湿润的红色