物质的检验与推断：理解与应用

采用现代技术生产的生物柴油与常规柴油比较,具有可再生、环境友好(无二氧化硫、颗粒物质,一氧化碳、二氧化碳的排放量仅为常规柴油的十分之一)等特点．在美国,生物柴油B20(掺入20%的生物柴油)被列为重点发展的清洁能源之一．左图即为大豆油驱动的生物柴油大巴．

知能概述

1．物质的检验:利用物质的物理、化学特性确定被检验物质的组成成分的过程,包括鉴定和鉴别两种不同的类型．

①鉴定:根据一种物质的特性,对于物质的各构成部分分别予以证明．如:证明某溶液为稀盐酸,不仅要证明其中含有H＋,是酸,还要证明溶液中含有Cl－．

②鉴别:根据物质不同的特性,通过实验时的不同现象,将已知的几种物质区别开．如:现有CO,H2,CH4三种无色无味的气体,请将其一一鉴别出来．

2．物质的推断:通过已知的实验事实,根据性质分析、推导、判断所给样品是什么、含什么、不含什么,或肯定有什么、肯定没什么、可能有什么．

问题解决

例1　(双选)下列各组物质的溶液,不用其他试剂,只用观察和组内物质的溶液相互混合的方法,就能将它们一一鉴别出来的是(　)．

A．NaCl,BaCl2,CuSO4,NaOH,KNO3

B．Ba(NO3)2,NaCl,Na2SO4,H2SO4,HCl

C．NaOH,FeCl3,MgSO4,BaCl2,KCl

D．AgNO3,HCl,Na2CO3,KCl,CaCl2

(上海市竞赛题)

鉴别题的类型有多种,如:不用任何试剂,或只用一种试剂,或无任何要求、任意选择试剂鉴别等．

解题思路　不用任何试剂鉴别多种物质,一定要根据不同物质的明显的表面现象,如溶液的颜色、物质的气味,或物质两两反应的现象逐一判断．如C组中FeCl3溶液为黄色,这是解题的切入点,将FeCl3溶液分别与其他物质反应时有红褐色沉淀生成,则该物质是NaOH,再根据检验出的物质去鉴别其他的物质．

例2　(双选)下列各选项中的三种固体通过分别加水就能加以鉴别的是(　)．

A．氯化钠、硝酸钠、氢氧化钠

B．氯化钠、硫酸钠、硫酸钡

C．氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡

D．氯化钠、硫酸钡、无水硫酸铜

(广东省竞赛题)

解题思路　只用一种试剂去鉴别多种物质时,各个反应的现象应有所不同,比如水溶性、溶解时的热效应、溶解所得溶液的颜色等都是判断的依据．

例3　结合如图所示实验,回答有关问题．

例3图

(1)有氨味的气体是___________;

(2)经检验,无色溶液C中含有NaCl,则可推测出X溶液为___________溶液;

(3)进一步测定可知,无色溶液C的pH＞7,向其中加入适量的Na2SO4溶液,无现象,写出无色溶液C中所含溶质的所有可能情况_______________．

解题思路　A与B反应生成不溶于酸的白色沉淀Ⅱ;

结论:A中含Ba2＋,则Na2CO3已经完全反应．

呈碱性的溶液不一定是碱,排除法也是鉴别物质时常用的方法．

(2)无色溶液C中含有NaCl,则X溶液为BaCl2．

(3)溶液CpH＞7,呈碱性,NaOH溶液过量,C中加入Na2SO4无现象,C中不含BaCl2．

(4)Na2SO4不能确定与BaCl2反应后是否有剩余,可能有Na2SO4,将推断结果放入流程图中再看是否合理．推断过程应该条理化,环环相扣．

例4　在一种无色溶液中,能够大量共存,但当pH＝0时,会有气泡产生,pH＝14时会有沉淀生成的离子组是(　)．

解题思路　通常,物质的性质可通过在溶液中电离出的阴、阳离子而呈现,能大量共存则相互间不反应．溶液为无色,不含Cu2＋,Fe3＋,pH＝0时,呈酸性,与之反应产生气体;pH＝14时,呈碱性,与之反应生成沉淀．A中H可与酸反应产生气体,Ca2＋可与OH－反应生成微溶的Ca(OH)2,有白色沉淀生成．

例5　甲、乙两同学各设计了一套方案证明所取样品中含有,实验方案如下:

(1)乙认为甲的方案不严谨,理由是_______________________________．

(2)丙同学认为乙方案也有问题,他从资料上发现:BaSO3也不溶于水,且当它与稀硝酸反应时也会生成BaSO4,溶液中有而无时,也有相同现象,所以乙方案也有问题．

(3)请你设计一个更加科学合理的方案:___________________________．

解题思路　甲方案不严谨,鉴定时加入Cl－,若溶液中含有Ag＋、无时同样会有沉淀生成,故未排除Ag＋对实验结果的干扰．

乙方案不严谨,未排除对实验的干扰．

有些金属阳离子在溶液中形成水合离子,且呈现一定的颜色,如:

Fe2＋—浅绿色；

Fe3＋—黄色；

Cu2＋—蓝色．

浓、稀HNO3均具有氧化性,可将氧化成．

1．现有失去标签的氯化钙、硝酸银、盐酸、碳酸钠4种无色溶液．将它们编号为甲、乙、丙、丁后,两两混合的现象如下表所示．根据实验现象判断甲溶液中溶质的化学式是(　)．

A．CaCl2　B．AgNO3　C．HCl　D．Na2CO3

(全国复赛题)

2．已知某无色溶液X是NaCl溶液、稀盐酸、稀硝酸、Ba(NO3)2溶液四种溶液中的一种,取等量的三份该溶液,分别向其中加入AgNO3溶液、Cu(OH)2固体、NaOH溶液三种物质中的一种,产生的现象如下表所述．则该无色溶液X是下列各项中的(　)．

A．NaCl溶液　B．稀盐酸

C．稀硝酸　D．Ba(NO3)2溶液

(山东省济南市中考题)

3．下列区分物质的方法或试剂不正确的是(　)．

A．用灼烧法区分腈纶线、羊毛线　B．用肥皂水区分硬水、软水

C．用熟石灰区分氯化铵、硫酸铵　D．用水区分硝酸铵、氢氧化钠

(2019年河南省中考题)

4．将一定质量的硫酸和硫酸亚铁的混合溶液加入到盛有锌和氧化铜的混合物的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液．关于滤渣和滤液,下列说法正确的是(　)．

A．滤渣中最多有三种物质

B．若滤液呈无色,滤液中的溶质可能有两种

C．滤液的质量可能小于原混合溶液的质量

D．若滤液中含有硫酸铜,滤渣中可能有两种物质

(2019年湖北省武汉市中考题)

不加任何试剂鉴别物质的方法就是两两混合看现象,可将所给物质编号,两两混合,反应现象与上表对应,如能吻合,就能锁定甲是什么物质．

根据实验现象逐一推断,加AgNO3溶液有白色沉淀生成,X中含Cl－；加Cu(OH)2固体溶解,溶液变蓝,X中含H＋．

5．(双选)利用化学实验可以鉴别生活中的一些物质．下表中各组物质的鉴别方法能将本组待鉴别的物质都区分出来的是(　)．

(湖北省竞赛题)

6．现有a,b,c,d四种无色溶液,分别是碳酸钠溶液、硫酸、氯化钡溶液、盐酸中的一种．根据下表中它们两两间相互反应的实验记录,推断a,b,c,d的顺序正确的是(　)．

A．H2SO4,Na2CO3,BaCl2,HCl　B．HCl,H2SO4,Na2CO3,BaCl2

C．H2SO4,HCl,Na2CO3,BaCl2　D．BaCl2,Na2CO3,HCl,H2SO4

(湖南省竞赛题)

7．有五瓶失去标签的溶液,已知它们分别是:①Ba(NO3)2溶液,②KCl溶液,③NaOH溶液,④CuSO4溶液,⑤Na2SO4溶液．若不用其他任何试剂,用最简单的方法就能将它们一一鉴别．下列鉴别顺序最合理的是(　)．

A．④③①⑤②　B．④⑤①②③

C．①⑤③④②　D．③④⑤①②

(山西省竞赛题)

8．(双选)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如右图所示．下列说法正确的是(　)．(www.xing528.com)

A．取a点溶液,滴加稀盐酸,无白色沉淀

B．c点溶液中溶质为Zn(NO3)2

C．若取b～c段固体,滴加稀盐酸,无气泡产生

D．取d点的固体有2种

第8题图

(全国复赛题)

9．某同学想用实验证明硫酸铜溶液的颜色是由铜离子引起的,而不是硫酸根离子引起的．他设计了下列实验步骤,你认为其中没有意义的是(　)．

A．在酒精灯的火焰上加热铜丝,铜丝颜色由红色变为黑色,且质量增加

B．观察硫酸钾溶液没有颜色,表明溶液中的硫酸根离子无色

C．在硫酸钾溶液中加入适量锌振荡,静置后无明显变化,表明锌与硫酸根离子无反应

D．在硫酸铜溶液中加入适量锌振荡,静置后颜色褪去,表明溶液颜色是铜离子造成的

(上海市竞赛题)

c物质是推断中的关键,它既能与a也能与b反应生成气体,又能与d反应生成沉淀,所以c是Na2CO3溶液．

10．(双选)在Na2CO3溶液中加入Ⅰ溶液,产生白色沉淀,再加入Ⅱ溶液,沉淀溶解,并有气泡产生,然后再继续加入Ⅲ溶液,又产生白色沉淀．下列选项中都有Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三种溶液,符合上述变化的选项是(　)．

(上海市竞赛题)

11．甲、乙、丙、丁、戊均为初中化学常见物质,其中甲、乙、丙、丁均含有同一种元素,丙是一种温室气体．它们之间部分转化关系如图所示．(提示:碳与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气;“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质;“—”表示两种物质可以发生化学反应．)

试回答下列问题:

(1)丙的名称为_________．

(2)丁的化学性质之一是______________________(用化学方程式表示)．

(3)“丙→丁”的化学方程式为_________________________________．

(4)若甲为单质,下列说法正确的是________(填字母序号)．

a．戊→丁的反应可能是吸热反应

b．戊→丁的反应可能是放热反应

c．乙—戊的反应中有元素的化合价发生了变化

d．丙是目前计入空气质量评价的主要污染物之一

第11题图

(2020年湖北省武汉市元月调考题)

12．镁条在空气中久置表面会变黑．某小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条件．

【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应．

【猜想与假设】常温下,镁条变黑可能与O2,CO2,水蒸气有关．

【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用如图装置(镁条长度为3cm,试管容积为20mL),分别进行下列5个实验,并持续观察20天．

第12题图

解题时应搜索题给重要信息,如根据相关证据,丙可以首先定位,并在方框中用化学式标明“身份”,又“甲、乙、丙、丁均含同一种元素”这个重要信息不可忽略,据此可以再进行推导．

【解释与结论】

(1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是__________________(用化学方程式表示)．

(2)实验1的目的是___________．

(3)实验3中,试管内的气体主要含有CO2,__________．

(4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是_________(填编号)．

(5)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是___________．

【反思与评价】

(6)在猜想与假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,其理由是___________________________________________________________________．

(7)欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐,所需要的试剂是______________________________________________________________．

(北京市中考题)

13．实验室有一瓶无色溶液A,已知其中的溶质可能是NaOH和BaCl2或两者之一,另有一固体混合物B,其中可能含有NH4Cl,MgSO4,NH4NO3,CuO四种物质中的两种或多种．按如图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)．

第13题图

试根据实验过程和发生的现象,填写以下空白:

(1)气体C的化学式是___________．

(2)根据实验现象,可以证明无色溶液A中,一定存在的金属阳离子有______种．

(3)根据上述实验现象推理,在固体混合物B中,肯定存在的物质是____________(填写化学式)．在无色滤液F中,一定存在的酸根阴离子有___________(填写离子符号)．

(4)写出步骤④中所发生反应的化学方程式:_______________________．

(5)根据上述实验现象,在固体混合物B里,所述四种物质中,还不能肯定是否存在的物质是___________(填写化学式),得出此结论的理由是____________________________________________________________．

(山东省济南市中考题)

无水CuSO4为白色粉末,溶于水得蓝色溶液,现象明显．

14．已知四种白色粉末分别是KNO3,MgCl2,Ba(OH)2,无水CuSO4中的一种．现只提供蒸馏水一种试剂,对这些物质进行鉴别(被鉴别出的物质可作为试剂来鉴别其他物质)．请按要求填写下列表格:

(1)步骤1:

(2)步骤2:

(3)步骤3:

(江西省竞赛题)

15．已知金属钴(Co)的活动性与铁相似,请预测氯化钴(CoCl2)的化学性质,说明预测的依据,并设计实验验证．经查阅资料,钴的化合物相关性质如下:

限选试剂:CoCl2溶液、(NH4)2CO3溶液、Na2SO4溶液、AgNO3溶液、NaOH溶液、稀硫酸、镁条、铜片．

(2019年广东省广州市中考题)

例1　CD

例2　AD

例3　(1)氨气　(2)BaCl2　(3)NaOH,NaCl或NaOH,NaCl,Na2SO4

例4　A

例5　(1)因为含有Ag＋的无色试液,加入BaCl2溶液后也会出现同样的现象　(3)往试样中先加过量的盐酸酸化,无沉淀生成,然后加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,证明一定有

1．D　2．B　3．C　4．D　5．AC　6．B　7．A　8．BC　9．A　10．BD

11．(1)二氧化碳　(2)　(3)　(4)a,b,c

12．(1)2NaOH＋CO2Na2CO3＋H2O　(2)检验只用O2是否会使镁条变黑　(3)O2(N2可填写可不填写)　(4)2,5　(5)有H2O,CO2,O2存在　(6)常温下氮气的化学性质不活泼,很难和其他物质反应　(7)稀盐酸和澄清石灰水

13．(1)NH3　(2)2　(3)MgSO4　　(4)2HNO3＋Mg(OH)2Mg(NO3)2＋2H2O(5)NH4Cl,NH4NO3　A中含有BaCl2,故提供Cl－的物质不一定是NH4Cl,因此含NH4＋的物质可能是NH4Cl或NH4NO3

14．(1)步骤1:

(2)步骤2:

(3)步骤3:

15．