第10講-物質(zhì)的檢驗(yàn)(解析版)

第10講物質(zhì)的檢驗(yàn)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．學(xué)會(huì)Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)等離子的檢驗(yàn)方法。2．會(huì)用焰色反應(yīng)檢驗(yàn)金屬或金屬離子的存在。3．能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，確定常見(jiàn)物質(zhì)的組成成分?！净A(chǔ)知識(shí)】一、常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)方法【實(shí)驗(yàn)探究】幾種常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)序號(hào)試劑操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1NH4Cl溶液(NH4)2SO4溶液加入NaOH溶液，加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（或pH試紙）靠近試管口產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙（或pH試紙）變藍(lán)色2NH4Cl溶液KCl溶液加入AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀生成3(NH4)2SO4溶液K2SO4溶液加入稀鹽酸、氯化鋇溶液有白色沉淀生成有關(guān)化學(xué)方程式為：①NH4Cl與NaOH溶液反應(yīng)：NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋H2O＋NH3↑；②NH4Cl溶液與AgNO3溶液反應(yīng)：NH4Cl＋AgNO3=AgCl↓＋NH4NO3；③(NH4)2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)：(NH4)2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NH4Cl。二、焰色反應(yīng)1．定義：很多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)的火焰都會(huì)呈現(xiàn)特殊顏色，這叫做焰色反應(yīng)。根據(jù)灼燒時(shí)火焰呈現(xiàn)的特殊顏色，可以檢驗(yàn)金屬或金屬離子的存在。2．Na、K元素的檢驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)探究】焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)1：取一根鉑絲（或細(xì)鐵絲），放在酒精燈火焰上灼燒至無(wú)色。用鉑絲蘸取少量KCl溶液，置于火焰上灼燒，透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：火焰呈紫色。實(shí)驗(yàn)2：再用稀鹽酸洗凈鉑絲，并在火焰上灼燒至無(wú)色，蘸取少量NaCl溶液，置于火焰上灼燒，觀察火焰顏色。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：火焰呈黃色。三、物質(zhì)檢驗(yàn)的方法1．物質(zhì)檢驗(yàn)的思想方法人們常依據(jù)某物質(zhì)參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的特殊現(xiàn)象及某些物理特征進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn)。2．物質(zhì)的檢驗(yàn)方法(1)特征反應(yīng)法①產(chǎn)生氣體或沉淀，如：COeq\o\al(2－,3)與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，NHeq\o\al(+,4)與堿溶液在加熱時(shí)生成有刺激性氣味的氣體；SOeq\o\al(2－,4)與稀鹽酸、BaCl2溶液反應(yīng)生成白色沉淀。②產(chǎn)生特殊氣味，如：蛋白質(zhì)灼燒產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味。③呈現(xiàn)特殊顏色。如：淀粉溶液遇碘單質(zhì)變藍(lán)色。(2)儀器分析法元素分析儀確定物質(zhì)中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。紅外光譜儀確定物質(zhì)中是否存在某些有機(jī)原子團(tuán)。原子吸收光譜儀確定物質(zhì)中含有哪些金屬元素?！究键c(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：常見(jiàn)物質(zhì)的檢驗(yàn)1．常見(jiàn)的離子的檢驗(yàn)方法離子檢驗(yàn)方法H+①用紫色石蕊試液檢驗(yàn)，溶液呈紅色。②用pH試紙檢驗(yàn)，pH<7。OH-①用紫色石蕊試液檢驗(yàn)，溶液呈藍(lán)色。②用酚酞實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，溶液變紅色。③用pH試紙檢驗(yàn)，pH>7。CO32-①加入稀鹽酸，用燃燒的木條檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體，火焰熄滅。②加入稀鹽酸，將生成的氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁。NH4+加入NaOH溶液，加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)色。Cl-加入少量AgNO3溶液，再加入稀硝酸。有白色沉淀生成，且沉淀不溶解。SO42-加入少量BaCl2溶液，再加入稀鹽酸。有白色沉淀生成，且沉淀不溶解。Na+焰色反應(yīng)，火焰呈黃色。K+焰色反應(yīng)，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，火焰呈紫色。檢驗(yàn)Cl－時(shí)加入稀HNO3的目的是為了排除COeq\o\al(2－,3)等離子的干擾，因?yàn)锳g2CO3是不溶于水的白色沉淀，但可溶于稀HNO3。檢驗(yàn)SO42-時(shí)加入稀鹽酸的目的是為了排除COeq\o\al(2－,3)等離子的干擾，因?yàn)锽aCO3是不溶于水的白色沉淀，但可溶于稀鹽酸。【例1】下列離子檢驗(yàn)的方法正確的是()A．向某溶液中加硝酸銀溶液生成白色沉淀，說(shuō)明原溶液中有Cl－B．向某溶液中加BaCl2溶液生成白色沉淀，說(shuō)明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)C．向某溶液中加NaOH溶液生成藍(lán)色沉淀，說(shuō)明原溶液中有Cu2＋D．向某溶液中加稀硫酸生成白色沉淀，說(shuō)明原溶液中有COeq\o\al(2－,3)答案：C解析：與硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀的離子有Cl－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)等；與BaCl2溶液反應(yīng)生成白色沉淀的離子有SOeq\o\al(2－,4)、Ag＋、COeq\o\al(2－,3)等；與NaOH溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀的離子只有Cu2＋；溶液中若有COeq\o\al(2－,3)，加入足量稀硫酸會(huì)生成無(wú)色氣體，不會(huì)生成白色沉淀。2．焰色反應(yīng)焰色反應(yīng)表現(xiàn)的是某些金屬元素的性質(zhì)，用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)承┙饘僭氐拇嬖凇＃?）焰色反應(yīng)是物理變化，不是化學(xué)變化，在灼燒時(shí)，被檢驗(yàn)物質(zhì)可能發(fā)生化學(xué)變化，但與火焰的顏色無(wú)關(guān)。（2）不是所有的金屬都可呈現(xiàn)焰色反應(yīng)，金屬單質(zhì)與它的化合物的焰色反應(yīng)相同。（3）觀察鉀的焰色時(shí)，要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃去觀察，這樣可以濾去黃光，避免其中含鈉雜質(zhì)所造成的黃色干擾?！纠?】下列說(shuō)法正確的是()A．焰色反應(yīng)時(shí)火焰呈黃色，說(shuō)明該物質(zhì)中含有鈉元素B．某物質(zhì)的焰色不顯紫色，說(shuō)明該物質(zhì)中肯定沒(méi)有鉀元素C．焰色反應(yīng)不能用于物質(zhì)的鑒別D．做焰色反應(yīng)的金屬絲可以用銅絲、光潔無(wú)銹的鐵絲答案：A解析：含有金屬元素鈉的單質(zhì)或化合物焰色反應(yīng)的焰色為黃色，A項(xiàng)正確；含有金屬元素鉀的單質(zhì)或化合物焰色反應(yīng)的焰色為紫色(必須透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃觀察)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；焰色反應(yīng)能用于物質(zhì)的鑒別，比如鑒別鈉鹽和鉀鹽，C項(xiàng)錯(cuò)誤；做焰色反應(yīng)的金屬絲可以鉑絲、光潔無(wú)銹的鐵絲，但不可以用銅絲，銅灼燒火焰為綠色，會(huì)干擾所測(cè)金屬元素的顏色，D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二：物質(zhì)的檢驗(yàn)方法1．物質(zhì)檢驗(yàn)的基本要求(1)反應(yīng)要有明顯的現(xiàn)象，如顏色變化、沉淀的生成或溶解、氣體的生成等。(2)試劑易得，用量要少；方法易行，操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件容易達(dá)到。(3)排除干擾物的影響：需要檢驗(yàn)的物質(zhì)中如果有干擾物存在，則需要選擇試劑對(duì)干擾物進(jìn)行排除；要注意多次加入不同的鑒別試劑進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)排除前次加入試劑可能引入的干擾物質(zhì)。如檢驗(yàn)Cl－時(shí)，COeq\o\al(2－,3)能與Ag＋結(jié)合，生成沉淀，故應(yīng)加稀硝酸除去。如檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)時(shí)，COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)均能與Ba2＋結(jié)合生成白色沉淀，故先加入稀鹽酸排除上述兩種離子存在的可能，但不能加入稀硝酸，因硝酸能將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)。2．物質(zhì)檢驗(yàn)的基本步驟（1）觀察外觀：觀察顏色、狀態(tài)、氣味等。（2）判斷預(yù)測(cè)：根據(jù)觀察，結(jié)合物質(zhì)的分類(lèi)，預(yù)測(cè)物質(zhì)可能的組成或性質(zhì)。（3）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（4）分析結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析結(jié)果，得出結(jié)論。3．物質(zhì)檢驗(yàn)的注意事項(xiàng)物質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照取樣→操作→現(xiàn)象→結(jié)論的順序進(jìn)行描述，具體如下：(1)“先取樣，后操作”，若試樣是固體，一般先配成溶液再檢驗(yàn)。(2)“取少量溶液分別加入幾支試管中”，不得在原試劑瓶中進(jìn)行檢驗(yàn)。(3)“先現(xiàn)象，后結(jié)論”，如向BaCl2溶液中加入稀H2SO4時(shí)，現(xiàn)象是“有白色沉淀生成”，不能說(shuō)成“有白色的BaSO4沉淀生成”?！纠?】有5瓶白色固體試劑，分別是氯化鋇、氫氧化鈉、硫酸鈉、硫酸銨、無(wú)水硫酸銅?，F(xiàn)只提供蒸餾水，通過(guò)下面的實(shí)驗(yàn)步驟即可鑒別它們。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)取適量固體試劑，分別加入5支試管中，加入適量蒸餾水，振蕩試管，觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________，被檢出的化學(xué)物質(zhì)是________。(2)分別取未檢出的溶液，向其中加入上述已檢出的溶液，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式：第1支試管中有白色沉淀生成：__________________________________；第2支試管中有藍(lán)色沉淀生成：__________________________________。被檢出物質(zhì)的化學(xué)式分別是__________、____________。(3)鑒別余下未檢出物質(zhì)的方法和觀察到的現(xiàn)象是___________________________________。答案：(1)5種固體全部溶解，4支試管中得到無(wú)色溶液，1支試管中得到藍(lán)色溶液無(wú)水硫酸銅(2)BaCl2＋CuSO4===BaSO4↓＋CuCl22NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4BaCl2NaOH(3)分別另取少量未檢出的溶液，向其中加入濃NaOH溶液并加熱，若產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，說(shuō)明該物質(zhì)是(NH4)2SO4，另一瓶為Na2SO4解析：將BaCl2、NaOH、Na2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4(無(wú)水)這五種物質(zhì)分別加入蒸餾水溶解，這五種物質(zhì)都能溶于水，且CuSO4溶于水后形成藍(lán)色溶液，其他四種物質(zhì)溶于水都形成無(wú)色溶液，由此可檢驗(yàn)出CuSO4；再將CuSO4溶液滴加到其余四種物質(zhì)的溶液中：BaCl2＋CuSO4===BaSO4↓(白)＋CuCl2，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓(藍(lán))＋Na2SO4，Na2SO4＋CuSO4(不反應(yīng))，(NH4)2SO4＋CuSO4(不反應(yīng))，從而又可檢驗(yàn)出BaCl2和NaOH。剩余的為Na2SO4、(NH4)2SO4，可利用濃NaOH溶液再檢驗(yàn)出(NH4)2SO4，因?yàn)?NH4)2SO4＋2NaOHeq\o(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋2H2O＋2NH3↑，會(huì)產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體?！具^(guò)關(guān)檢測(cè)】1．下列溶液中離子檢驗(yàn)的結(jié)論正確的是()A．加稀鹽酸產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，原溶液可能含有COeq\o\al(2－,3)B．加入BaCl2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加鹽酸，沉淀不溶解，原溶液一定含有SOeq\o\al(2－,4)C．加入AgNO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生，原溶液一定含有Cl－D．加入Na2CO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加鹽酸，白色沉淀消失，原溶液一定含有Ba2＋答案：A解析：A項(xiàng)，原溶液中含有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)均會(huì)出現(xiàn)題述現(xiàn)象；B項(xiàng)，原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)或Ag＋；C項(xiàng)，含Cl－、COeq\o\al(2－,3)等的溶液均可與AgNO3溶液中的Ag＋反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀；D項(xiàng)，含Ca2＋、Ba2＋、Mg2＋的溶液均可與Na2CO3溶液中的COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)生成能溶于鹽酸的白色沉淀。2．某物質(zhì)灼燒時(shí)，焰色反應(yīng)為黃色，下列判斷正確的是()A．該物質(zhì)一定是鈉的化合物B．該物質(zhì)一定含鈉元素C．該物質(zhì)一定是金屬鈉D．該物質(zhì)中不含鉀元素答案：B解析：焰色反應(yīng)是某些金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)，使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色的反應(yīng)。焰色反應(yīng)為黃色，說(shuō)明該物質(zhì)一定含鈉元素，既可能是金屬鈉，也可能是鈉的化合物，B正確。3．檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室存放的蒸餾水中是否含有氯離子，可選用的試劑是()A．硝酸銀溶液B．稀鹽酸酸化的硝酸銀溶液C．稀硝酸酸化的硝酸銀溶液D．稀硫酸酸化的硝酸銀溶液答案：C解析：檢驗(yàn)氯離子的試劑是硝酸酸化的硝酸銀溶液，硝酸酸化的目的是排除碳酸根等離子的干擾。4．檢驗(yàn)?zāi)澄粗芤褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2－,4)，下列操作最合理的是()A．先加稀硫酸酸化，再加氯化鋇溶液B．加入氯化鋇溶液C．加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液D．先用鹽酸酸化，若有沉淀，則過(guò)濾，濾液中再加氯化鋇溶液答案：D解析：檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈蠸Oeq\o\al(2－,4)的方法：先用鹽酸酸化(若有沉淀，過(guò)濾)，再加氯化鋇溶液，若有白色沉淀，說(shuō)明有SOeq\o\al(2－,4)。5．下列實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)鑒別目的的是()A．用稀硫酸鑒別銀和鋁兩種金屬B．用硝酸銀溶液鑒別氯化鉀溶液和氯化鈉溶液C．用二氧化碳鑒別氫氧化鈉溶液和氯化鈉溶液D．用氯化鋇溶液鑒別硝酸銀溶液和碳酸鈉溶液答案：A解析：用稀硫酸能鑒別銀(不溶解，無(wú)氣體產(chǎn)生)和鋁(能溶解，產(chǎn)生氣體)；用硝酸銀溶液不能鑒別氯化鉀溶液(產(chǎn)生白色沉淀)和氯化鈉溶液(產(chǎn)生白色沉淀)；用二氧化碳不能鑒別氫氧化鈉溶液(無(wú)明顯現(xiàn)象)和氯化鈉溶液(無(wú)明顯現(xiàn)象)；用氯化鋇溶液不能鑒別硝酸銀溶液(產(chǎn)生白色沉淀)和碳酸鈉溶液(產(chǎn)生白色沉淀)。6．離子檢驗(yàn)的常用方法有三種：檢驗(yàn)方法沉淀法顯色法氣體法判斷的依據(jù)反應(yīng)中有沉淀產(chǎn)生或溶解反應(yīng)中有顏色變化或焰色反應(yīng)反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生下列離子檢驗(yàn)的方法中不合理的是()A．COeq\o\al(2－,3)——?dú)怏w法 B．SOeq\o\al(2－,4)——沉淀法C．Na＋——顯色法 D．Cl－——?dú)怏w法答案：D解析：Cl－常用AgNO3溶液和稀硝酸進(jìn)行檢驗(yàn)，即生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，由題給信息可知，為沉淀法。7．檢驗(yàn)銨鹽時(shí)，可將少許待測(cè)物放入試管中，然后()A．加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放置于試管口檢驗(yàn)B．加水溶解，加入酸溶液觀察現(xiàn)象C．加入堿溶液，加熱，滴入酚酞溶液D．加入NaOH溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口檢驗(yàn)答案：D解析：銨鹽受熱分解生成氨氣的同時(shí)，往往也會(huì)生成酸性氣體，如NH4Cl、NH4HCO3等，揮發(fā)性酸、不穩(wěn)定酸的銨鹽易分解；銨鹽遇酸無(wú)明顯變化；銨鹽與堿溶液混合后溶液呈堿性，滴入酚酞溶液變紅證明溶液中有OH－，不能證明生成了氨分子；若加熱，生成的氨氣逸出，使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則可說(shuō)明有氨分子生成。8．下列有關(guān)焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()A．可用銅絲代替鉑絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B．觀察鉀的焰色反應(yīng)要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要用碳酸鈉溶液洗凈鉑絲D．焰色反應(yīng)是指金屬在加熱灼燒時(shí)火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，是物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)答案：B解析：銅絲在灼燒時(shí)有顏色，不能用銅絲代替鉑絲，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用鹽酸洗凈鉑絲，C項(xiàng)錯(cuò)誤；焰色反應(yīng)是指金屬元素在灼燒時(shí)火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，不是化學(xué)性質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．焰火“腳印”“笑臉”“五環(huán)”，讓北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式更加輝煌、浪漫，這與高中化學(xué)中“焰色反應(yīng)”知識(shí)相關(guān)。下列說(shuō)法中正確的是()A．焰色反應(yīng)是化學(xué)變化B．用稀鹽酸清洗做焰色反應(yīng)的鉑絲(鎳絲或鐵絲)C．焰色反應(yīng)均應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察D．利用焰色反應(yīng)可區(qū)分NaCl與Na2CO3固體答案：B解析：焰色反應(yīng)是物理變化，不是化學(xué)變化，A錯(cuò)誤；鹽酸可以溶解氧化物等雜質(zhì)，且易揮發(fā)，不會(huì)殘留痕跡，B正確；K的焰色反應(yīng)需透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃觀察，避免鈉的焰色對(duì)鉀的焰色的干擾，其他元素不需要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，C錯(cuò)誤；焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)，NaCl與Na2CO3固體的焰色反應(yīng)都為黃色，無(wú)法利用焰色反應(yīng)來(lái)區(qū)分，D錯(cuò)誤。10．氯仿(CHCl3)可用作麻醉劑，常因保存不慎而被空氣氧化產(chǎn)生劇毒物質(zhì)COCl2(光氣)和氯化氫，為防止事故發(fā)生，使用前要檢驗(yàn)氯仿是否變質(zhì)，應(yīng)選用的檢驗(yàn)試劑是()A．水 B．AgNO3溶液C．NaOH溶液 D．KI溶液答案：B解析：氯仿氧化后生成COCl2(光氣)和HCl，因此，用AgNO3溶液檢驗(yàn)HCl中Cl－的存在即可判斷氯仿