高中化學(xué)必修1學(xué)案專題1第二單元第3課時(shí)常見物質(zhì)的檢驗(yàn)

第3課時(shí)常見物質(zhì)的檢驗(yàn)一、簡(jiǎn)單離子的檢驗(yàn)1．氯化銨、硫酸銨兩種晶體中都含有NHeq\o\al(＋,4)，都屬于銨鹽，都能跟強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氣體，生成的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色。2．氯化銨、氯化鉀都屬于鹽酸鹽，溶于水后溶液中都含有Cl－，所得溶液中滴入AgNO3溶液、稀硝酸溶液后都會(huì)有白色沉淀產(chǎn)生的現(xiàn)象。檢驗(yàn)?zāi)撤N物質(zhì)的水溶液中是否含有Cl－可以用AgNO3溶液和稀硝酸。3．硫酸銨、硫酸鈉溶液中都含有SOeq\o\al(2－,4)，滴加氯化鋇溶液和稀鹽酸，都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀。檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的水溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)可以用BaCl2溶液和稀鹽酸。二、焰色反應(yīng)許多金屬或它們的化合物在火焰上灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這叫做焰色反應(yīng)。焰色反應(yīng)的步驟：把鉑絲用鹽酸洗凈后，在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同，用鉑絲蘸取待測(cè)溶液放在酒精燈外焰上灼燒，觀察火焰顏色。做鉀元素的焰色反應(yīng)時(shí)，要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察。焰色反應(yīng)是物質(zhì)的物理性質(zhì)。鈉的焰色為黃色，鉀的焰色為紫色。三、其他檢驗(yàn)方法可根據(jù)纖維燃燒是否有燒焦羽毛的氣味來確定該纖維是否為蛋白質(zhì)纖維?，F(xiàn)代化學(xué)分析測(cè)試中，常借助一些儀器來分析化學(xué)物質(zhì)的組成。例如，要確定某物質(zhì)中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素可以用元素分析儀(填“元素分析儀”“紅外光譜儀”或“原子吸收光譜儀”，下同)；確定物質(zhì)中是否存在某些有機(jī)原子團(tuán)可以用紅外光譜儀；確定物質(zhì)中是否含有某種金屬元素可以用原子吸收光譜儀。探究點(diǎn)一常見離子的檢驗(yàn)一、離子的檢驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)生成物所表現(xiàn)的狀態(tài)不同，可把檢驗(yàn)離子的方法歸納為以下四種類型：1．生成沉淀。如中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里檢驗(yàn)Cl－時(shí)，可加入用硝酸酸化的硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。2．生成氣體。如檢驗(yàn)NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)時(shí)，都采用此法。3．顯示特殊顏色。如用酚酞試液檢驗(yàn)OH－。4．焰色反應(yīng)。如Na＋灼燒時(shí)火焰呈黃色，K＋灼燒時(shí)火焰呈紫色(應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃片觀察)。二、常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn)三、常見陰離子的檢驗(yàn)四、離子檢驗(yàn)的思路一般檢驗(yàn)流程為eq\x(\a\al(先溶解,后檢驗(yàn)))→eq\x(\a\al(先物理,后化學(xué)))→eq\x(\a\al(先取樣,后反應(yīng)))→eq\x(\a\al(排干擾,加試劑))→eq\x(\a\al(依現(xiàn)象,得結(jié)論))一般答題模板如下：1．物質(zhì)檢驗(yàn)的基本步驟是什么？提示：對(duì)于物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過程，應(yīng)按照取樣、操作、現(xiàn)象、結(jié)論的順序進(jìn)行描述。具體應(yīng)做到：(1)要“先取樣、后操作”。如果是固體試樣，如需要可先配成溶液然后再檢驗(yàn)。(2)要“取少量加入潔凈的試管中”進(jìn)行檢驗(yàn)，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的現(xiàn)象是“有白色沉淀生成”，不能說成“有白色的BaSO4沉淀”生成。2．檢驗(yàn)Cl－時(shí)為什么要加入稀HNO3?提示：檢驗(yàn)Cl－時(shí)，加入AgNO3溶液后，可以與Ag＋產(chǎn)生沉淀的離子有COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4)等離子，加入稀HNO3主要是排除這些離子可能造成的干擾?！纠?】下列對(duì)某溶液進(jìn)行離子檢驗(yàn)的方法和結(jié)論中正確的是()A．先加入BaCl2溶液，再加入足量的HNO3溶液，產(chǎn)生了白色沉淀，則溶液中一定含有大量的SOeq\o\al(2－,4)B．加入足量的CaCl2溶液，產(chǎn)生了白色沉淀，則溶液中一定含有大量的COeq\o\al(2－,3)C．加入NaOH溶液后加熱，產(chǎn)生了帶有刺激性氣味的氣體，則溶液中一定含有大量的NHeq\o\al(＋,4)D．先加適量的鹽酸將溶液酸化，再加AgNO3溶液，產(chǎn)生了白色沉淀，則溶液中一定含有大量的Cl－【思路分析】進(jìn)行離子檢驗(yàn)時(shí)既要排除溶液里原有離子的干擾，又要防止人為造成干擾?！窘馕觥緼項(xiàng)，BaCl2溶液中既有Ba2＋又有Cl－，Ba2＋可與SOeq\o\al(2－,4)結(jié)合生成不溶于稀HNO3的BaSO4沉淀(當(dāng)溶液中存在SOeq\o\al(2－,3)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象)；Cl－可與Ag＋結(jié)合生成不溶于稀HNO3的AgCl沉淀，所以原溶液中可能存在SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)，也可能存在Ag＋。B項(xiàng)，CaCl2溶液中既有Ca2＋又有Cl－，在溶液中COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)等均可與Ca2＋結(jié)合生成白色沉淀；Cl－還可與Ag＋結(jié)合生成AgCl白色沉淀。C項(xiàng)，在加熱條件下與OH－反應(yīng)生成的有刺激性氣味的氣體是NH3，說明溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)。D項(xiàng)，加鹽酸使被檢驗(yàn)的溶液中新增加了Cl－，即使原溶液中無Cl－，也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀?！敬鸢浮緾只用一種試劑一次就能鑒別出NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2CO3三種溶液，應(yīng)選用(D)A．BaCl2 B．HClC．NaOH D．Ba(OH)2解析：題中對(duì)鑒別要求是“只用一種試劑”“一次就能鑒別”，這就要求所選試劑分別加入到NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2CO3溶液中會(huì)出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，這樣才可以把三種溶液鑒別出來。根據(jù)NHeq\o\al(＋,4)的性質(zhì)，可選用OH－；再根據(jù)SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)的性質(zhì)可選用Ba2＋，這樣就不難得出答案。探究點(diǎn)二焰色反應(yīng)一、焰色反應(yīng)操作流程及注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作二、注意1．焰色反應(yīng)并不是化學(xué)變化，它是金屬原子或離子在灼燒過程中獲得一定的能量，導(dǎo)致外層電子能量升高，這些電子不穩(wěn)定，又會(huì)釋放能量，使火焰呈現(xiàn)特征焰色。2．焰色反應(yīng)是金屬元素特有的性質(zhì)，其他物質(zhì)如氫氣在空氣中燃燒、硫在氧氣中燃燒產(chǎn)生的火焰顏色，都不屬于焰色反應(yīng)。3．很多金屬及其化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色。在中學(xué)階段應(yīng)重點(diǎn)掌握鈉、鉀的焰色反應(yīng)。4．做焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般用鉑絲蘸取待測(cè)液或粉末，主要原因是鉑絲灼燒時(shí)火焰沒有特殊顏色，其他灼燒時(shí)火焰沒有特殊顏色的金屬絲也可代替鉑絲使用，如光潔無銹的鐵絲、鎳絲或鉻絲等。5．觀察鉀的火焰顏色時(shí)，要透過藍(lán)色鈷玻璃。因?yàn)殁浿谐；煊锈c的雜質(zhì)，藍(lán)色鈷玻璃可以濾去黃光，以看清鉀的紫色火焰。6．焰色反應(yīng)屬于物理變化，它是元素的性質(zhì)(如鈉單質(zhì)、含鈉元素的化合物，無論固體還是溶液，灼燒時(shí)均呈黃色)。所有的元素都能發(fā)生焰色反應(yīng)嗎？提示：不是所有的元素都能發(fā)生焰色反應(yīng)，只有堿金屬元素以及鈣、鍶、鋇、銅等少數(shù)金屬元素才能發(fā)生焰色反應(yīng)。利用焰色反應(yīng)可檢驗(yàn)用常規(guī)化學(xué)方法不能鑒定的金屬元素，如鈉元素、鉀元素等。【例2】用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液，在無色火焰上灼燒，火焰呈黃色，說明該溶液中金屬離子()A．只有Na＋B．可能有Na＋，也可能有K＋C．一定有K＋D．一定有Na＋，也可能有K＋【思路分析】觀察K元素的焰色時(shí)要透過藍(lán)色鈷玻璃，否則會(huì)被鈉元素的黃色火焰掩蓋?！窘馕觥渴欠窈琄＋要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰是否呈紫色?！敬鸢浮緿下列對(duì)進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)的說法正確的是(D)①要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察鉀的火焰顏色②先把鉑絲燒到與原來火焰顏色相同，再蘸取被檢測(cè)的物質(zhì)③每次實(shí)驗(yàn)后，要用鹽酸把鉑絲洗凈④實(shí)驗(yàn)時(shí)最好選擇本身較微弱的火焰⑤沒有鉑絲，也可以用光潔無銹的鐵絲代替A．僅有③不正確 B．僅有④不正確C．僅有⑤不正確 D．全對(duì)解析：實(shí)驗(yàn)前必須洗凈鉑絲，蘸稀鹽酸后在酒精燈上灼燒至無色。觀察鉀的焰色時(shí)必須使用藍(lán)色的鈷玻璃濾去黃光。4．檢驗(yàn)的方法被檢液eq\o(→,\s\up17(加足量),\s\do15(稀鹽酸酸化))無現(xiàn)象eq\o(→,\s\up17(滴加BaCl2),\s\do15(溶液))有無白色沉淀(判斷有無SOeq\o\al(2－,4))。常見離子的檢驗(yàn)方法：離子操作H＋向待測(cè)液中加入紫色石蕊溶液，溶液變紅，證明有H＋OH－向待測(cè)液中加入酚酞溶液，溶液變紅，證明有OH－COeq\o\al(2－,3)向待測(cè)液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，沉淀溶于稀鹽酸或稀硝酸，生成無色無味且能使澄清石灰水變渾濁的氣體，證明有COeq\o\al(2－,3)SOeq\o\al(2－,4)向待測(cè)液中加入稀鹽酸，振蕩、靜置，然后加入BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有SOeq\o\al(2－,4)Cl－向待測(cè)液中加入稀硝酸，然后加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有Cl－NHeq\o\al(＋,4)向待測(cè)液中加入NaOH溶液，加熱，有能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，證明有NHeq\o\al(＋,4)特別提醒：在進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)，要注意排除雜質(zhì)的干擾。如含Cl－的溶液中若有SOeq\o\al(2－,4)，在檢驗(yàn)Cl－的存在時(shí)，需加入過量Ba(NO3)2溶液，除去SOeq\o\al(2－,4)后，再取上層清液加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。1．檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)時(shí)，為什么要加入稀鹽酸酸化？提示：溶液中的COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等離子，也能與Ba2＋發(fā)生反應(yīng)，分別生成BaCO3、BaSO3白色沉淀，但它們都能溶于稀鹽酸，而BaSO4不能溶于稀鹽酸，所以加入稀鹽酸可以排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等離子的干擾。同時(shí)，Ag＋與Cl－反應(yīng)生成的AgCl也是不溶于稀鹽酸的白色沉淀，加入稀鹽酸還可以排除Ag＋的干擾。2．某溶液中加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，原溶液中一定含SOeq\o\al(2－,4)嗎？提示：不一定。原溶液中也可能含有Ag＋、COeq\o\al(2－,3)等離子。3．檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)時(shí)，可用稀硝酸代替稀鹽酸進(jìn)行酸化嗎？提示：不能。不能排除SOeq\o\al(2－,3)的干擾?！纠?】某研究性學(xué)習(xí)小組的三位學(xué)生設(shè)計(jì)了下述三個(gè)方案，并都認(rèn)為：如果觀察到的現(xiàn)象和自己設(shè)計(jì)的方案一致，即可確認(rèn)試液中有SOeq\o\al(2－,4)。方案甲：試液eq\o(→,\s\up17(BaCl2溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up17(足量稀HCl))沉淀不溶解。方案乙：試液eq\o(→,\s\up17(足量稀HCl))無沉淀eq\o(→,\s\up17(BaCl2溶液))白色沉淀。方案丙：試液eq\o(→,\s\up17(足量稀HNO3))無沉淀eq\o(→,\s\up17(BaNO32溶液))白色沉淀。試評(píng)價(jià)上述各方案是否嚴(yán)密，并分別說明理由?！舅悸贩治觥咳齻€(gè)方案分析如下：(1)方案甲先向試液中加入氯化鋇溶液，生成的白色沉淀有兩種可能：一種是與氯離子結(jié)合而生成的氯化銀(即試液中可能含有Ag＋)，一種是與鋇離子結(jié)合而生成的硫酸鋇、亞硫酸鋇、碳酸鋇、磷酸鋇(即試液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、POeq\o\al(3－,4))。上述沉淀中只有亞硫酸鋇、碳酸鋇、磷酸鋇能溶于鹽酸，因而此方案不能確認(rèn)試液中含SOeq\o\al(2－,4)。(2)方案乙先向試液中加入鹽酸，沒有產(chǎn)生沉淀，排除了試液中含有Ag＋的可能。然后再向此酸性溶液中加入氯化鋇溶液，只有硫酸鋇不溶于鹽酸，排除了其他離子的干擾，因而此方案是正確的。(3)方案丙與方案乙相似，不同之處是：用硝酸代替了鹽酸，用硝酸鋇溶液代替了氯化鋇溶液。由于硝酸有強(qiáng)氧化性，可將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，因此不能排除SOeq\o\al(2－,3)的干擾。【答案】甲方案不嚴(yán)密，因?yàn)楹蠥g＋而不含SOeq\o\al(2－,4)的溶液也會(huì)出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象；乙方案嚴(yán)密，因?yàn)楹蠸Oeq\o\al(2－,4)的溶液才會(huì)出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象；丙方案不嚴(yán)密，因?yàn)楹蠸Oeq\o\al(2－,3)而不含SOeq\o\al(2－,4)的溶液也會(huì)出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象。下圖所示是初中化學(xué)常見的實(shí)驗(yàn)操作，其中錯(cuò)誤的是(C)解析：A、B項(xiàng)正確。C項(xiàng)中有兩處錯(cuò)誤：一是試劑瓶塞應(yīng)倒放；二是細(xì)口瓶上的標(biāo)簽要朝向手心。D項(xiàng)正確，稀釋濃硫酸時(shí)，應(yīng)將濃硫酸緩緩加入水中，并邊加邊攪拌。1．下列說法正確的是(D)A．某溶液與NaOH溶液共熱，產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅的氣體，說明原溶液中存在NHeq\o\al(＋,4)B．某溶液中加入AgNO3溶液時(shí)，產(chǎn)生白色沉淀，說明原溶液中含有Cl－C．用鉑絲蘸取某溶液在酒精燈火焰上灼燒時(shí)，火焰呈黃色，說明原溶液中一定含有鈉鹽D．某溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液時(shí)，產(chǎn)生白色沉淀，原溶液中可能存在Ag＋、SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)解析：A項(xiàng)，NH3可使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，不能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，如果溶液中存在硫酸根離子或碳酸根離子，加入AgNO3溶液時(shí)，均產(chǎn)生白色沉淀，無法判斷一定存在氯離子，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，焰色反應(yīng)呈黃色，說明原溶液中含有鈉元素，可能是鈉鹽，也可能是NaOH，故錯(cuò)誤。2．某無色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(水蒸氣)、H2中的一種或幾種，依次進(jìn)行如下連續(xù)處理(假定每步處理均反應(yīng)完全)：①通過堿石灰，氣體體積變小；②通過赤熱的氧化銅，固體變?yōu)榧t色；③通過白色硫酸銅粉末，粉末變?yōu)樗{(lán)色；④通過澄清的石灰水，溶液變得渾濁。由此可以確定混合氣體中(D)A．一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一種B．一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一種C．一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一種D．一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一種解析：根據(jù)①判斷可能有CO2、H2O(水蒸氣)中的一種或兩種；由②可知有CO、H2中的一種或兩種；由③可知一定含有H2；由④可知一定含有CO，故D項(xiàng)正確。3．下列離子檢驗(yàn)的方法正確的是(C)A．某溶液eq\o(→,\s\up17(＋AgNO3溶液))生成白色沉淀，說明原溶液中有Cl－B．某溶液eq\o(→,\s\up17(＋BaCl2溶液))生成白色沉淀，說明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)C．某溶液eq\o(→,\s\up17(＋NaOH溶液))生成藍(lán)色沉淀，說明原溶液中有Cu2＋D．某溶液eq\o(→,\s\up17(＋稀鹽酸))生成無色無味氣體，說明原溶液中有COeq\o\al(2－,3)解析：A項(xiàng)，原溶液中可能有SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)等，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，原溶液中可能有COeq\o\al(2－,3)、Ag＋等，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，原溶液中還可能有HCOeq\o\al(－,3)，故錯(cuò)誤。4．甲、乙、丙、丁分別是Na2CO3、AgNO3、BaCl2、鹽酸四種無色溶液中的一種，它們兩兩反應(yīng)后的現(xiàn)象如下：甲＋乙→沉淀；甲＋丙→沉淀；乙＋丙→沉淀；丙＋丁→沉淀；乙＋丁→無色無味氣體。則甲、乙、丙、丁四種溶液依次是(A)A．BaCl2、Na2CO3、AgNO3、鹽酸B．BaCl2、Na2CO3、鹽酸、AgNO3C．Na2CO3、鹽酸、AgNO3