2020年高中化学 专题3课题一 牙膏和火柴头中某些成分的检验教学案 苏教版选修6

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2020年高中化学 专题3课题一 牙膏和火柴头中某些成分的检验教学案 苏教版选修6

课题一 牙膏和火柴头中某些成分的检验 ‎ 【学考报告】‎ 知识条目 加试要求 ‎①牙膏的主要成分及其功能 ‎②检验牙膏中含有的碳酸钙、甘油的化学原理和操作方法 ‎③火柴起火的原理 ‎④火柴头中硫元素、氯元素的检验原理和操作方法 ‎⑤物质检验的方案设计 a b a b c 一、牙膏中某些成分的检验 ‎1.牙膏的主要成分及其功能 ‎2.牙膏中某些成分的检验 ‎(1)牙膏中CaCO3、甘油的检验 - 10 -‎ 化学原理与现象:‎ CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,产生的气体使澄清石灰水变浑浊。‎ ‎+2H2O ‎(2)F-、Ca2+的检验:‎ ‎①‎ ‎②Ca2+的检验:‎ CaCl2溶液中滴加(NH4)‎2C2O4溶液会产生白色沉淀Ca2++C2O===CaC2O4↓。‎ 思考:检验牙膏中的CaCO3时,能否用稀硫酸代替稀盐酸?‎ 提示 不能。因为稀硫酸与CaCO3反应,生成微溶物质CaSO4,覆盖在CaCO3表面,阻止反应的继续进行。‎ 二、火柴头成分的检验 ‎1.火柴头所含成分 ‎2.火柴头中硫元素及氯元素的检验 - 10 -‎ 点拨一、牙膏和火柴头中某些成分的检验注意事项 ‎1.牙膏中某些成分的检验 ‎(1)甘油的检验:‎ ‎①检验甘油所用的Cu(OH)2必须新制。配制方法:向1 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液中加入几滴1 mol·L-1 NaOH溶液,即可生成Cu(OH)2。‎ ‎②在检验醛基时也要用新制Cu(OH)2,但必须保证NaOH过量,否则实验失败。‎ ‎③牙膏中甘油的含量较低,所以新制Cu(OH)2不宜加得太多,否则加热后会生成黑色沉淀。‎ ‎(2)CaCO3的检验:‎ 既要检验出阴离子为CO,还要检验阳离子为Ca2+。‎ ‎2.火柴头中某些成分的检验 ‎(1)检验火柴头燃烧产物中有SO2:‎ ‎①实验所用的酸性KMnO4溶液浓度为0.000 5 mol·L-1,浓度小,增强实验效果。‎ ‎②在教材方案1中为增强实验效果,可将上面的烧杯改为小烧杯;在方案2中,点燃火柴头时要在开始的瞬间抽取气体,待火柴梗燃烧时,停止抽取气体。‎ ‎③除课本给出方案1、2外,用KMnO4检验SO2还可设计为:将一滴酸性KMnO4溶液滴在湿润的滤纸上,在滤纸下方用点燃的火柴头熏一下。‎ ‎(2)火柴头中氯元素的检验:‎ KClO3中无Cl-,可通过加热或加入还原剂将ClO转化为Cl-,再加入稀硝酸酸化的AgNO3来检验。‎ 点拨二、物质的检验 物质的组成和结构不同,物理性质、化学性质也就不同。因此,物质组成和结构的检测都是从物质的性质入手的。物质的检测就是利用物质的物理性质或化学性质测定其组成、含量和结构,根据不同的检测目的和任务,可分为定性检测、定量检测和结构的测定。‎ - 10 -‎ 物质的定性检测就是物质的检验。‎ 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。物质的特征性质或反应是检验和鉴别的主要依据。‎ 三者的不同点见下表:‎ 检验类型 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 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 ‎1.物质检验的基本步骤 ‎(1)观察试样 确定其状态、颜色、气味等。‎ ‎(2)准备试样 不论是固体试样还是液体试样,都只能取少量试样配成溶液,且观察试样是否溶解,溶解过程中有无气体产生等,以初步判断可能为哪种物质。‎ ‎(3)检验 在检验配好溶液中的离子时,每次均应移取少量溶液进行检验。‎ ‎2.物质检验的一般程序与思路 ‎(1)固体物质的检验 - 10 -‎ ‎(2)液体物质的检验 - 10 -‎ ‎[典例剖析]‎ 牙膏是生活必需品。下面是牙膏中某些主要成分的检验流程图:‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)在①中加水、搅拌、静置后,接下来的实验操作名称是________,所需要的主要玻璃仪器有_______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)在②中用pH试纸测溶液的pH的操作方法是_______________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(3)写出④中发生反应的化学方程式:_________________________________‎ - 10 -‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)在⑥中检验Ca2+的存在,除可用焰色反应外,还可利用Ca2+和________溶液的反应来进行。 ‎ 解析 (1)牙膏加蒸馏水混合后可能形成胶状物,搅拌后,要等其分层后再倾析分离固体沉淀物和溶液,也可用过滤法,过滤时所用主要玻璃仪器为玻璃棒、烧杯、漏斗。‎ ‎(2)使用pH试纸测溶液pH的方法为用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点试纸中部,再与标准比色卡对比。‎ ‎(3)用新制Cu(OH)2检验甘油的原理为 ‎(4)检验Ca2+,通常用(NH4)‎2C2O4,发生离子反应为Ca2++C2O===CaC2O4↓。‎ 答案 (1)过滤 玻璃棒、烧杯、漏斗 ‎(2)用玻璃棒蘸取少量待测液将其点在洁净干燥表面皿中的pH试纸上,再与标准比色卡进行对比 ‎(3) ‎ ‎(4)草酸铵 借题发挥 离子的检验要依据离子的特征反应 如果待检测的是含有多种不同离子的混合物,在物质中各离子间的特征反应相互间不存在干扰的情况下,可以把待测溶液分成几份后,用与上例类似的方法逐一鉴定。如果各离子间的特征反应相互间存在干扰,则需要先设法使离子分离,例如利用沉淀反应,按性质相近与否将离子逐次分组分离,再分别逐一检测。‎ ‎[跟踪训练]‎ ‎1.检验某牙膏中不溶于水的成分是否含有Al(OH)3,可采用的方法是(  )‎ - 10 -‎ A.取滤渣加入稀氨水中,不能溶解 B.取滤渣加入NaOH溶液中,能溶解 C.取滤渣加入稀盐酸中,能溶解 D.取滤渣平分成两等份,分别加入NaOH溶液和稀盐酸中,均能溶解 解析 物质的检验一般利用物质的特征反应。Al(OH)3是两性氢氧化物,既能溶于强酸又能溶于强碱。‎ 答案 D ‎2.火柴头上通常含有氯酸钾、二氧化锰、硫等物质。某研究性学习小组进行火柴头中有关物质的实验探究:‎ ‎(1)检验火柴头中含有硫:将两根火柴放在如图所示实验装置的漏斗下面,将火柴点燃,慢慢拉动注射器活塞进行抽气,让火柴燃烧后产生的气体通入稀品红溶液中,观察到品红溶液褪色。‎ ‎①燃烧产生的气体中一定含有___________________________________。‎ ‎②某同学提出用如下图所示方法进行实验更为简便。他的操作是:‎ a.当图中所示火柴头燃烧完时,立即移出火柴;‎ b._________________________________________________________‎ ‎(2)测定火柴头中的KClO3的含量主要步骤如下:‎ A.刮取火柴头,小心研碎,称得质量为‎2.45 g;‎ B.用适量蒸馏水充分浸泡后过滤、洗涤残渣;‎ C.往装有滤液和洗涤液的烧杯中加入过量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸,搅拌,充分反应后,过滤、洗涤沉淀;‎ D.干燥沉淀物,称得其质量为‎1.435 g。‎ ‎①实验中发生的反应是KClO3+3NaNO2+AgNO3===AgCl↓+3NaNO3+KNO3,反应中AgNO3、NaNO2均需要过量的原因是_______________________。‎ - 10 -‎ ‎②实验测得火柴头中KClO3的质量分数为________;‎ ‎③如果B步中未洗涤沉淀残渣,测得KClO3的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同),如果C步中未洗涤AgCl沉淀,测得KClO3的质量分数将________。‎ 解析 (1)①能使品红溶液褪色的是SO2。‎ ‎(2)①要使实验减小误差,保证氯元素完全转化为AgCl沉淀,必须加入过量的AgNO3和NaNO2;②依原子守恒易得n(KClO3)=n(AgCl)=‎1.435 g/‎143.5 g·mol-1=0.01 mol,所以w(KClO3)=(0.01 mol×‎122.5 g·mol-1/‎2.45 g)×100%=50%;③B步不洗涤沉淀会造成KClO3损失,从而造成最终的AgCl沉淀量减少,故使结果偏小;C步不洗涤沉淀会造成AgCl沉淀量增加,故会使结果偏大。‎ 答案 (1)①SO2(或二氧化硫) ②迅速将甲烧杯扣在乙烧杯上,充分振荡乙烧杯 ‎(2)①确保KClO3中氯元素全部转化为AgCl沉淀 ‎②50% ③偏小 偏大 归纳总结 常见气体和离子的常用鉴别方法 类别 方法 现象 酸 ‎①滴加石蕊试液 ‎②加Zn、Fe等金属 ‎①试液变红 ‎②产生可燃性气体 碱 滴加酚酞试液 试液变红 含Cl-的物质 滴加AgNO3、HNO3‎ 白色沉淀 含SO的物质 滴加BaCl2、稀HCl 白色沉淀 含CO的物质 滴加盐酸产生气体,通入澄清石灰水 白色沉淀 H2‎ 点燃,火焰上方罩干燥小烧杯 有水珠出现 CO 点燃,产生的气体与澄清石灰水反应 白色沉淀 CO2‎ 澄清石灰水 变浑浊 O2‎ 带火星木条 复燃 SO2‎ ‎①通入紫色的酸性KMnO4溶液、红棕色的溴水等氧化剂中 ‎②通入到红色的品红溶液中 ‎①褪色 ‎②褪色,加热,红色又恢复 - 10 -‎ - 10 -‎
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