常见物质检验与性质预测实验

【高考化学·考试大纲】掌握常见物质检验。

【课程标准·学业要求】(1)能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质检验等简单任务的方案。(2)能根据物质的特征反应和干扰因素选取适当的检验试剂。(3)能预测物质的某些性质,并进行实验验证。

1.[16 全国Ⅱ,12]某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为(　)

A.NaHCO3、Al(OH)3　B.AgCl、NaHCO3

C.Na2SO3、BaCO3　D.Na2CO3、CuSO4

2.[18 全国Ⅲ,10]用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有______________________。

3.[18 全国Ⅱ,28]在含有FeO和Fe2O3的混合物中,检验Fe2O3存在的方法是:______________________________________________________________________。

4.[18 全国Ⅱ,28]K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式:;显色反应的化学方程式为___________________________________________。

5.[18 全国Ⅲ,26]市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液。

已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。

一、常见离子的检验方法

(一)阳离子的检验方法

1.NaOH溶液检验

能用NaOH溶液检验的金属离子有:

(1)NH4+:共热,生成使湿润的红色石蕊试纸变_____的气体。

(2)Cu2+:产生____色沉淀。

(3)Fe3+:产生_____色沉淀。

(4)Fe2+:先产生______色沉淀,然后迅速变成_____色,最终变为_____色。

(5)Al3+:产生____色沉淀,继续加入NaOH溶液,沉淀_____。

(6)Mg2+:产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,沉淀不____。

2.特效试剂检验法

(1)Fe3+检验:滴加KSCN溶液,溶液呈______(注意:不是沉淀)。

(2)Fe2+检验

①滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)生成蓝色沉淀(特效方法,一般没有干扰离子)。

②加入KSCN溶液无现象,滴加新制氯水(或H2O2)后溶液呈______(顺序不能颠倒,不能检验Fe3+溶液中的Fe2+)。

③加入酸化的KMnO4溶液,观察KMnO4溶液是否褪色。(可检验含Fe3+溶液中的Fe2+)

注意:近年考题中,出现了加入试剂与K3[Fe(CN)6]、KSCN反应,从而使这些特效试剂失效的情况讨论。

3.焰色反应鉴别Na+和K+

用试剂不能鉴别出是Na+和K+、只能用焰色反应来检验(有时也通过计算或电中性原则来确定)。

Na+:火焰呈_____色;K+:火焰呈_____色(透过蓝色钴玻璃);当焰色呈黄色,没有透过蓝色钴玻璃进行观察,只能确定含有Na+,不能确定是否含有K+。

(二)常见阴离子的检验

1.利用酸碱指示剂检验OH-

①滴入酚酞试液,溶液变__________色。

②滴入紫色石蕊试液,溶液变_________色。

2.SO42-的检验

(1)用酸化的BaCl2或Ba(NO3)2溶液检验:

Ba2++SO42-==BaSO4↓

一般检验方法是:先加入盐酸,无沉淀生成(或取上层清液),再加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,证明原溶液含有SO42-离子。

(2)干扰离子主要考虑三种:CO32-、SO32-、Ag+

①含CO32-时,加入盐酸或硝酸酸化。

②含SO32-时,只能加入盐酸酸化的BaCl2溶液,不能加入硝酸,否则SO32-会被氧化成.SO42-;例如,向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,原溶液中可能含有SO42-和SO32-。

③含Ag+时,加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,不能加入盐酸酸化的BaCl2溶液,这样会引入Cl-干扰检验。也有实验认为加入足量的盐酸除去Ag+后，再加入BaCl2溶液。

★SO32-在实验中易被氧化成SO42-,通常存在杂质SO42-。有关SO32-变质的检验：

3.CO32-的检验

(1)操作:①加入BaCl2溶液或CaCl2溶液后,生成______色沉淀,后加入稀盐酸沉淀_____,并放出能使澄清的_______________________气体。②加入稀盐酸后,放出能使____________浑浊的无色无味的气体。

(2)干扰离子主要考虑:HCO3-、SO32-、HSO3-:与酸反应生成无色无味的气体的溶液,不一定是CO32-,可能是HCO3-(易漏选),当为“无色”气体时,可能还有SO32-、HSO3-。

4.卤素离子的检验

方法1:用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验:向被检验的溶液中,先加入稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,观察生成沉淀的颜色。AgCl(白);AgBr(浅黄);AgI(黄)。

方法2:用氯水置换检验:各取少量溶液,分别滴入氯水和CCl4,充分振荡,溶液分层,CCl4层(下层)呈橙色的原溶液是NaBr溶液,呈紫色的原溶液是NaI溶液。③利用某些特征反应检验。

I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变为蓝色。(www.xing528.com)

二.几种常见气体的检验

【考型1】物质检验的基本原则

1.[13 海南,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

【考型2】离子的检验

2.下列依据相关实验得出的结论正确的是[双选](　)

A.[江苏高考]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.[江苏高考]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.[江苏高考]将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯

D.[江苏高考]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,该溶液中一定含Fe2+

E.[15 浙江,8]在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在SO42-或SO32-

F.[17 江苏,13]向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解;说明部分Na2SO3被氧化

【考型3】检验方案的设计与简答

3.[14 山东,31]Na2S2O3·5H2O中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:__________________________________________。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解:

S2O2-3+2H+==S↓+SO2↑+H2O

供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。

一、物质检验的基本原则

1.简单原则

方法最简，操作最简(不能选用工业合成的反应,如高温、高压、催化剂等条件用于检验)。试剂用量最少(通常在试管中进行),抗干扰能力强。以此筛选出方法,所以,检验方法有其典型性,一般不能随意改用方法,不是所有能够进行的反应都可以用于检验。

2.显性原则

现象明显(如特征现象),以达到简便,快速的最佳效果。检验一般都有典型的方法,不是能够进行的反应都可以用于检验。如Fe3+检验,首先选用特效试剂KSCN溶液(试剂一滴现象明显),其次才考虑用NaOH、碘化钾淀粉溶液等。

二、物质鉴别的一般思路

(1)物理性质优先(先分析被鉴别物质的溶解性、密度、溶解时热效应等)。

(2)特效试剂优先(碘单质使淀粉变蓝,SO2使品红褪色加热颜色又复原等)。

(3)试剂分类鉴别思考:①非氧化还原反应鉴别(如加入酸碱指示剂、盐的沉淀和气体反应)。②氧化还原反应鉴别(如氧化性试剂酸性高锰酸钾、还原性试剂淀粉碘化钾参与的鉴别)。③有机试剂鉴别(溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液、酸性KMnO4溶液)。

(4)最简单的方法检验,通常可能就是物理方法,如磁铁吸引铁,能否溶解。一般是加一种试剂,或直接加热就能检验。

三、“给出试剂”的检验方案设计

(1)明确目的:定性还是定量检验。

(2)分析试剂:①试剂为酸(常用于溶解金属或碱性氧化物);②试剂为氧化剂常用于还原性物质的检验或者除杂;③试剂为蒸馏水(稀释溶液或配制溶液,洗涤固体);④试剂为同类型,找出性质差异,作出选择,如提供酸可能同时提供盐酸、浓硫酸、浓硝酸,通常考虑挥发性、氧化性、阴离子等的影响等。

(3)明确原理:按照试剂提示,确定原理,并确定干扰物质。

(4)确定方案:根据原理寻找最合理的方案,必须考虑试剂添加顺序、杂质和副反应等因素。

重视审题中逻辑关键的分析和承上启下的操作指向。例如:“加入××?有刺激性气体(SO2)产生”,加入的一定是“非氧化性的强酸”。

注意:①答题时药品或仪器一定是照抄所给的药品及其浓度,仪器的规格,如3%的AgNO3溶液,500mL容量瓶等。②如题目要求“不必描述操作过程的细节”时,则要用操作的名称和关键点,如“将浓硫酸稀释,准确称量10.0g氯化钠”。

四、★简答题的答题模板

1.物质检验

“取—滴—观—论”:取少许溶液于试管中(取样准备)→滴加检验试剂(操作:振荡,加热,搅拌)→观察到现象(描述现象,不能指明物质)→结论(有某种现象说明原取溶液为×,无某种现象说明原取溶液为×)。

注意描述格式;如“向试管(仪器)中滴加(操作)少量(用量)的氢氧化钠(试剂名)溶液(状态)”。

2.操作目的或作用

两句话答题,①操作的直接反应(增加某物质或吸收某物质)。②对目的或结果的影响(如:防止污染,排除干扰,减少误差;提高转化率或纯度等)。如:氯气的尾气处理:用氢氧化钠进行尾气吸收,防止氯气污染大气。

五、*互滴检验

互滴法是不用任何试剂鉴别溶液的重要方法,两种物质A与B反应,能产生下列现象,一般用相互滴定的方法可以鉴别。

常见能用互滴来产生不同现象的物质有:

①HCl和Na2CO3;②H2SO4和NaAlO2；

③NaHSO4和Na2CO3;④AlCl3和NaOH；

⑤K2SO3和HCl;⑥AgNO3和NH3·H2O。