2020届一轮复习人教版物质的检验学案

2020届一轮复习人教版物质的检验学案

物质的检验 ‎【考纲要求】‎ ‎1、掌握几种常见离子的检验方法；‎ ‎2、掌握几种常见气体的检验方法；‎ ‎3、综合运用各类物质的性质、进行常见物质的检验。‎ ‎【考点梳理】‎ 考点一、物质的检验的一般方法 ‎1、物质检验的含义 物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。‎ ‎（1）鉴定：鉴定通常是指对于一种物质的定性检验，鉴定是根据物质的化学特性，分别检出阳离子、阴离子。‎ ‎（2）鉴别：鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辩论，可根据一种物质的特性区别于另一种。‎ ‎（3）推断：推断是通过已知实验事实，根据性质分析推理被检验物质的组成或名称。‎ ‎2、物质的检验的原则和步骤 ‎（1）原则：原理正确、现象明确、方法简单易行、试剂用量最少。‎ ‎（2）要求：解答物质检验的有关题目时，应按取样、操作、现象、结论的顺序进行描述。具体应做到：‎ ‎①“先取样，后操作”。如果样品是固体，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，不得在原试剂瓶中进行检验。‎ ‎③要“先现象，后结论”。‎ ‎（3）基本步骤：‎ 外观初步判断（固体、溶液中离子、气体的颜色）化学方法进一步确认（利用特征反应）得出正确结论（根据现象作出判断）‎ ‎3、物质检验的一般方法 ‎（1）生成沉淀法 加入一种试剂，使被检验的离子形成沉淀，通过沉淀特有的性质加以鉴别。‎ ‎（2）生成气体法 根据加入试剂后，使被检验离子转化为气体，再根据气体的特征来判断离子的存在。‎ ‎（3）焰色反应法 多种金属单质或它们的化合物在灼烧时呈现特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应(但属物理方法)。可用此种方法检验金属或金属离子的存在。‎ 金属阳离子 Na+ K+ ‎ 火焰颜色 黄 浅紫 测定方法：用铂丝（可用光洁无锈的铁丝等）蘸含有某阳离子的化合物或其溶液少许，放在酒精灯火焰灼烧，就可以看到火焰的颜色。‎ 注意观察钾元素的焰色要透过蓝色的钴玻璃，每次使完后都要用稀盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧到没有颜色再使用。‎ ‎（4）显色法 ‎①指示剂变色：H+和OH—检验方法 ‎②Fe3+检验用KSCN，出现血红色 ‎4、物质检验时对反应的一般要求：‎ ‎(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)反应要在适宜的条件下进行，如：溶液的酸碱性、浓度、温度等的选择。‎ ‎(3)检验反应时常需要排除干扰物的影响。‎ ‎ 如：用Ba2+检验SO42-时应排除CO32-、SO32-等离子的干扰。‎ ‎(4)检验反应的要求具有一定的选择性 ‎①一种试剂如果只与少数离子反应，这种反应就叫做选择性反应。与该试剂反应的离子种类越少，反应的选择性就越高。‎ ‎②如果试剂只与一种离子（或物质）发生反应，这个反应的的选择性越高，这样的反应称为这种离子的特征反应。‎ ‎③在物质检验过程中应尽量采用选择性高的反应，如用品红溶液检验SO2，用KSCN检验溶液的的Fe3+，用湿润的红色石蕊试剂检验气体NH3。‎ 考点二、常见气体的检验 气体 色、态、味 检验方法 现象 化学方程式 H2‎ 无色、无味气体 点燃纯氢气 火焰浅蓝色 略 与空气混合点燃 有爆鸣声 O2‎ 无色、无味气体 用带火星的木条 木条复燃 Cl2‎ 黄绿色、有刺激性 气味气体 湿润KI淀粉试纸 试纸变蓝 NH3‎ 无色、有刺激性 气味气体 浓盐酸 产生白烟 湿的红色石蕊试纸 试纸变蓝 CH4‎ 无色、无味气体 点燃 浅蓝色火焰 溴水 不褪色 酸性KMnO4溶液 不褪色 C2H4‎ 无色稍有气味气体 点燃 火焰较亮 溴水 褪色 酸性KMnO4溶液 C2H2‎ 无色、无味气体 点燃 火焰明亮、有黑烟 溴水 褪色 酸性KMnO4溶液 CO2‎ 无色无味气体 通入澄清石灰水 变浑浊 放入燃烧的小木条 火焰熄灭 CO 无色无味气体 点燃 蓝色火焰 澄清石灰水 无变化 加热时通过CuO CuO变红，尾气可使 澄清石灰水变浑浊 SO2‎ 无色有刺激性气味 通入品红溶液中然 后加热 开始褪色，加热后又 变为红色 NO 无色 暴露在空气中 迅速变为红棕色 NO2‎ 红棕色、有刺激性 气味的气体 溶于水后向溶液中 加紫色石蕊试液 溶液变红 通入AgNO3溶液 无变化 考点三、几种重要阳离子的检验 物质 检验方法 H+‎ 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。‎ Na+、K+‎ 用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色)。‎ Ba2+‎ 能使稀H2SO4或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3。‎ 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。‎ 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。‎ 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]+。‎ 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蕊试纸变蓝或有刺激性气味的NH3气体。‎ Fe2+‎ 能与少量NaOH溶液反应，开始时生成白色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。有关反应方程式为：2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ + 2Cl－。‎ Fe3+‎ 能与KSCN溶液反应，变为血红色溶液；能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。‎ Cu2+‎ 蓝色溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)能与NaOH溶液反应，生成蓝色的氢氧化铜沉淀，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。‎ 考点四、常见阴离子的检验 物质 检验方法 OH－‎ 能使① 无色酚酞、② 紫色石蕊、③ 橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。‎ C1－‎ 能与AgNO3溶液反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成。‎ Br－‎ 能与AgNO3溶液反应，生成淡黄色AgBr沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。‎ I－‎ ‎① 能与AgNO3反应，生成黄色AgI沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。② I－也能与氯水反应生成I2，使淀粉溶液变蓝 SO42－‎ 先加稀盐酸酸化无沉淀，再加氯化钡溶液有白色沉淀。‎ SO32－‎ ‎① 浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。② 能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。注：BaSO3在硝酸中转化为BaSO4沉淀，并有NO放出。‎ S2－‎ 能与Pb(NO3)2或CuSO4溶液反应，生成黑色PbS或CuS沉淀。‎ CO32－‎ 能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。‎ HCO3－‎ ‎① 取含HCO3－盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。或 ② 向HCO3－盐酸溶液里加入稀MgSO4‎ 溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀生成，同时放出CO2气体。‎ PO43－‎ 含PO43－的中性溶液，能与AgNO3反应，生成黄色Ag3PO4沉淀，该沉淀溶于硝酸。‎ NO3－‎ 浓溶液或晶体中加入铜片、浓H2SO4加热，放出红棕色气体。有关反应方程式为：NO3－+H2SO4=HSO4－+HNO3，Cu+4HNO3 Cu(NO3)2+2NO2↑+ 2H2O。‎ 注：S2－、PO43－的检验大多数省市不做要求。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一：不用其它试剂的鉴别题 例1．现有①Al2(SO4)3、②Ba(NO3)2、③NaOH、④CuCl2、⑤KCl等5种溶液，不加任何试剂就可鉴别出的先后顺序正确的是（ ）‎ A．④③①②⑤ B．③①④②⑤‎ C．②③④①⑤ D．⑤④③②①②‎ ‎【思路点拨】利用物理性质先观察试样颜色找出CuCl2是解题的突破口。‎ ‎【答案】A ‎【解析】先观察试样颜色找出CuCl2，再在余下的四种无色溶液中加入CuCl2溶液，找出NaOH溶液，再利用氢氧化钠溶液加入余下的3种溶液中，找出硫酸铝溶液，再用硫酸铝作试剂找出硝酸钡和氯化钾。‎ ‎【总结升华】不用任何试剂进行鉴别，可采用方法有：（1）连锁推断法。先观察各试剂外观特征，若待鉴别物质具有不同的物理性质，如颜色、状态、气味、密度、挥发性等，可直接观察。先鉴别出其中一种物质，然后运用该试剂，再逐一鉴别剩余物质；若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别（注意焰色反应不属化学方法）（2）两两组合法。将被检试样两两混合，根据不同现象加以区别；（3）试样互滴法。甲、乙两种试样，根据将甲逐滴滴入乙和将乙逐滴滴入甲的现象不同加以区别。‎ 鉴别物质时，有时也可利用盐的水解。如使用指示剂可鉴别出水解后呈现酸性、碱性和中性的盐溶液；若不用其他试剂，则常用的水解反应是Fe3+与CO32-、HCO3-及Al3+与CO32-、S2-、HCO3-等既产生沉淀又产生气体的双水解反应。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列各组物质的无色溶液，不用其它试剂即可鉴别的是（ ）‎ ‎①HCl(aq)、Na2CO3(aq)、CaCl2(aq)、AgNO3(aq)‎ ‎②AlCl3(aq)、MgCl2(aq)、NaOH(aq)、H2SO4(aq)‎ ‎③(NH4)2SO4(aq)、NaOH(aq)、Ba(OH)2(aq)‎ ‎④NaAlO2(aq)、KHCO3(aq)、NaCl(aq)、NaHSO4(aq)　‎ ‎⑤MgSO4(aq)、BaCl2(aq)、(NH4)2CO3(aq)、AgNO3(aq)、HBr(aq)、NaOH(aq)等六种溶液 A．①② B．①②③ C．①②③④ D．全部 ‎【答案】D ‎【变式2】现有5瓶未贴标签的溶液，它们分别为：①②③④⑤，若要求不用任何外加试剂鉴别它们，则鉴别出未知物的先后顺序是（ ）‎ A．⑤③②④① B．⑤④①③② C．②④③①⑤ D．③②④⑤①‎ ‎【答案】A ‎【解析】先观察溶液颜色，可鉴别出⑤溶液，再用溶液鉴别出③，再用③鉴别出②，最后由②鉴别出④，剩余为①。‎ 例2．下列各组稀溶液，只用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别出的是（ ）‎ A． B．稀硫酸，‎ C． D．‎ ‎【思路点拨】此题利用相互滴加顺序不同现象也不同来加以区分。‎ ‎【答案】A ‎【解析】A项，将KOH溶液逐滴滴到Al2(SO4)3溶液中，现象是先沉淀后溶解；将Al2(SO4)3溶液逐滴滴到KOH溶液中，现象是开始无沉淀后来产生沉淀。其它选项，无论按任何顺序滴加，现象均相同。‎ ‎【总结升华】使用此法鉴别的溶液要稀，要注意要逐滴滴入、并不断振荡，使反应充分。中学化学常见的互滴反应现象不同的主要有：（1）溶液和稀盐酸；（2）溶液和溶液；（3）溶液与稀盐酸；（4）溶液与溶液。故答案选A。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列各组物质的溶液，不用其他试剂就能鉴别出来的是（ ）‎ ‎①BaCl2、Na2CO3、NaCl②Na2CO3、NaHSO4、NaCl③AlCl3、KCl、NaOH④CuSO4、NaOH、NH4Cl A．②③ B．①②③ C．②③④ D．①②③④‎ ‎【答案】C ‎【解析】①中BaCl2与Na2CO3无法鉴别，②中Na2CO3与NaHSO4互滴现象不同，可以鉴别，③中AlCl3与NaOH互滴现象不同，④中NaOH与CuSO4产生蓝色沉淀，与NH4Cl加热反应生成有刺激性气味的NH3。‎ ‎【变式2】下列各组物质的无色溶液，不用其它试剂即可鉴别的是（ ）‎ ‎①KOH、Na2SO4、AlCl3 ②NaHCO3、Ba(OH)2、H2SO4‎ ‎③HCl、NaAlO2、NaHSO4 ④Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2‎ A．①② B．②③ C．①③④ D．①②④‎ ‎【答案】A ‎【解析】①Na2SO4与其它物质反应都无沉淀；KOH与AlCl3互滴，现象不同：一是先沉淀后溶解；一是沉淀立即消失，之后沉淀不再消失。②Ba(OH）2和NaHCO3以及H2SO4反应都有沉淀生成，所以很容易找出Ba(OH)2，关键是NaHCO3与H2SO4的区别，二者互滴的现象差异不大，不易区分，区别的方法是：Ba(OH)2与一物质生成沉淀后，用其沉淀与另一物质反应，若有气体放出，则原沉淀为BaCO3，若无气体放出，则原沉淀为BaSO4。③中NaHSO4相当于一元强酸，三种物质中，利用与互滴现象不同，只能鉴别出NaAlO2。④中由于和均能与生成沉淀，三种物质中只能鉴别出。‎ 类型二、只用一种试剂的鉴别题 例3．用一种试剂鉴别下列物质 ‎(1)NH4Cl、AgNO3、FeCl3、MgSO4、KNO3‎ ‎(2)FeSO4、CuCl2、Na2SO4、NH4Cl、(NH4)2SO4‎ ‎(3)NH4NO3(s)、NaOH(s)、CaCO3(s)、CuSO4(s)、CaC2(s)‎ ‎(4)KI、Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4、NaOH ‎(5)苯酚、己烯、乙酸、苯、CCl4‎ ‎(6)NaAlO2、Ba(NO3)2、K2SO3、Na2SiO3、K2CO3‎ A．①②③ B．②③④⑤ C．①②③④⑤ D．全部 ‎【思路点拨】这类题要求只允许用一种试剂加以一一区别。为此，我们所选用的那种试剂须能分别与被鉴别物作用，产生各种不同的现象才行，即被检物有几种就应产生几种不同的现象（包括没有明显变化也是一种现象）。常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2悬浊液、溴水等。‎ ‎【答案】D ‎【解析】所用试剂分别为(1) NaOH (2) Ba(OH)2 (3) H2O(4) FeCl3 (5)溴水(6) HCl ‎ ‎【总结升华】进行物质的检验时，要依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】常温下，下列各组物质不能用一种试剂通过化学反应区别的是（ ）‎ A．MnO2 CuO FeO B．(NH4)2SO4 K2SO4 NH4Cl C．AgNO3 KNO3 Na2CO3 D．Na2CO3 NaHCO3 K2CO3‎ ‎【答案】D ‎【解析】A项物质可利用浓盐酸区别开来；B项利用Ba(OH)2溶液区别；C项可利用稀盐酸区分；只有D项不能用一种试剂进行区别。‎ ‎【变式2】用化学方法区别MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3三种溶液时,最好选择的一种试剂是（ ）‎ A．NaOH溶液 B．KSCN溶液 C．氨水 D．石蕊试液 ‎【答案】A　‎ ‎【解析】足量的NaOH溶液滴加到MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3三种溶液中时现象分别是有白色沉淀生成、先生成白色沉淀而后沉淀消失、有红褐色沉淀生成,现象各不相同,故A正确；KSCN溶液只能鉴别出Fe2(SO4)3,故B不正确；氨水与MgSO4、Al2(SO4)3反应均有白色沉淀生成,故C错误；三种溶液都呈酸性,滴入石蕊试液现象相同,故D不正确。‎ 类型三：应用物理性质的鉴别题 例4．下列各组物质中，不易用物理性质区别的是（ ）‎ A．苯和四氯化碳 B．酒精和汽油 C．氯化铵和硝酸铵晶体 D．碘和高锰酸钾固体 ‎【思路点拨】氯化铵和硝酸铵晶体均属铵盐，物理性质相似。如二者均易溶于水得无色液，溶解后溶液温度均降低。‎ ‎【答案】C ‎【解析】苯和四氯化碳可以根据水溶性及密度大小进行区别；酒精和汽油可以根据水溶性区别；碘和高锰酸钾固体溶于水后的颜色不同；氯化铵和硝酸铵晶体颜色相似，水溶性相似，且溶于水均吸热，较难用物理性质区别。‎ ‎【总结升华】物理性质包括溶解性、密度、颜色等，但检验液体和固体一般不用气味区分。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列每组各有三种物质，它们都能用分液漏斗分离的是（ ）‎ A．乙酸乙酯和水，酒精和水，苯酚和水； ‎ B．二溴乙烷和水、溴苯和水、硝基苯和苯 C．甘油和水、乙醛和水、乙酸和乙醇； ‎ D．油酸和水，甲苯和水，已烷和水。‎ ‎【答案】D ‎【变式2】下列各组物质仅用蒸馏水不能鉴别出的是（ ）‎ A．苯、酒精、硝基苯 B．食盐、烧碱、硝酸铵 ‎ C．蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末 D．氧化铜、二氧化锰、活性炭 ‎【答案】D ‎【解析】食盐、烧碱、硝酸铵溶于水时温度变化不同，氧化铜、二氧化锰、活性炭均为不溶于水的黑色固体。‎ 类型四：性质的验证题 例5．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）‎ 选项 操作及现象 溶液 A 通入CO2，溶液变浑浊。再升高至65℃以上，‎ 溶液变澄清。‎ C6H5ONa溶液 B 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。‎ Na2SiO3溶液 C 通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去。‎ Ca(ClO)2溶液 D 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。再加入足量NaOH溶液，又变浑浊。‎ Ca(OH)2溶液 ‎【思路点拨】苯酚、硅酸、次氯酸的酸性均弱于碳酸。‎ ‎【答案】B ‎【解析】将CO2通入C6H5ONa溶液中会发生CO2＋H2O＋C6H5ONaC6H5OH＋NaHCO3反应，生成的苯酚的溶解度在温度低于65℃时较小。所以观察到溶液变混浊，当温度高于65℃时，苯酚能以任意比例溶于水，因此溶液又变澄清，故A选项正确。将CO2通入Na2SiO3溶液中会发生CO2＋H2O＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋Na2CO3反应生成白色沉淀，CO2过量时沉淀不会溶解，所以B选项错误。将CO2通入Ca(ClO)2溶液中会发生CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO反应生成的HClO具有强氧化性，因此在向溶液中滴加品红溶液时，红色将褪去，所以C选项正确。将CO2通入Ca(OH)2溶液中会发生CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O反应生成白色沉淀，继续通入CO2至过量后发生CO2＋H2O＋CaCO3=Ca(HCO3)2，此时沉淀消失溶液又变澄清，若向溶液中加NaOH溶液，又会发生Ca(HCO3)2＋2NaOH=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O反应生成白色沉淀，溶液又变混浊，所以D选项正确。‎ ‎【总结升华】物质的鉴别，离子反应。易错提醒：对苯酚的溶解度掌握不好而错选A；对Ca(HCO3)2与NaOH反应原理不清楚而错选D。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：‎ ‎①测定溶液的pH，溶液显强碱性。‎ ‎②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体。‎ ‎③在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀。‎ ‎④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。‎ 根据实验以下推测正确的是（ ）‎ A．一定有SO32－离子 B．一定有CO32－离子 C．不能确定C1—离子是否存在 D．不能确定HCO3－离子是否存在 ‎【答案】BC ‎【变式2】根据下列实验现象，所得结论正确的是（ ）‎ ‎ ‎ 实验 实验现象 结论 A 左边烧杯中铁表面有气泡，右边烧杯中铜表面有气泡 活泼性：Al＞Fe＞Cu B 左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色 氧化性：Cl2＞Br2＞I2‎ C 白色固体先变为淡黄色，后变为黑色 溶解性：AgCl＞AgBr＞Ag2S D 锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊 非金属性：Cl＞C＞Si ‎【答案】AC ‎【解析】A项，活泼金属作负极，正极上有气泡产生。B项，不能确定置换出碘的是氯还是溴。C项，溶解度大的沉淀转化成溶解度小的沉淀。D项，比较非金属性强弱，要看非金属最高价氧化物对应的水化物酸性强弱。‎