第2節(jié)物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純

第2節(jié)物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純考點(diǎn)一物質(zhì)的檢驗(yàn)【核心自主排查】1.常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn):根據(jù)離子檢驗(yàn)時(shí)生成物所表現(xiàn)出的現(xiàn)象不同,可以將檢驗(yàn)的離子歸納為三種類型。(1)生成沉淀型。常見(jiàn)離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Mg2+NaOH溶液開(kāi)始產(chǎn)生___色沉淀，NaOH溶液過(guò)量沉淀_______Al3+NaOH溶液開(kāi)始產(chǎn)生___色沉淀，NaOH溶液過(guò)量沉淀_____白不溶解白溶解常見(jiàn)離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Fe2+NaOH溶液先產(chǎn)生___色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)開(kāi)____色K3[Fe(CN)6]溶液(鐵氰化鉀)產(chǎn)生______沉淀Fe3+NaOH溶液產(chǎn)生_______沉淀Cu2+NaOH溶液產(chǎn)生___色沉淀白紅褐藍(lán)色紅褐色藍(lán)[說(shuō)明]:含F(xiàn)e3+、Fe2+的混合溶液中檢驗(yàn)Fe2+的方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀或滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4紫紅色褪去。(2)放出氣體型。常見(jiàn)離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象H+活潑金屬(如Zn)或Na2CO3溶液有無(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生NaOH溶液，加熱產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙_____的氣體變藍(lán)(3)顯示顏色型。常見(jiàn)離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象H+紫色石蕊試液溶液變___Na+焰色反應(yīng)___色火焰K+焰色反應(yīng)___色火焰(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)Fe3+KSCN溶液溶液呈___色Fe2+先加KSCN溶液再加氯水先無(wú)明顯變化，再變___色紅黃紫紅紅2.常見(jiàn)陰離子的檢驗(yàn):(1)利用酸堿指示劑檢驗(yàn)。紅藍(lán)(2)利用鹽酸和其他試劑檢驗(yàn)。→加入BaCl2溶液后,生成___色沉淀,再加稀鹽酸沉淀_____,并放出_________氣體。→加入BaCl2溶液后,___白色沉淀,再加入稀鹽酸放出_________的氣體且能使澄清石灰水變渾濁。→先加稀鹽酸無(wú)明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生不溶于稀鹽酸的___色沉淀。白溶解無(wú)色無(wú)味無(wú)無(wú)色無(wú)味白→加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸,放出無(wú)色有_______氣味并能使品紅溶液褪色的氣體。刺激性(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗(yàn)。白

淺黃

黃

(4)利用某些特征反應(yīng)檢驗(yàn)。I-→滴入淀粉溶液和新制氯水,溶液變___色藍(lán)3.常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn):(1)酸性氣體的檢驗(yàn)。先變渾濁后變澄清褪去出現(xiàn)紅色變紅白煙白色沉淀(2)堿性氣體的檢驗(yàn)(NH3)。白煙

變藍(lán)(3)還原性氣體的檢驗(yàn)。變藍(lán)變渾濁紅棕色(4)氧化性氣體的檢驗(yàn)。復(fù)燃

變藍(lán)變紅變藍(lán)【高考命題探究】【模擬母題示例1】(物質(zhì)推斷)(2017·日照模擬)某固體混合物可能含有MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4.Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。將該混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成表格(對(duì)于能確定的物質(zhì)在相應(yīng)位置寫(xiě)化學(xué)式,暫不能確定的物質(zhì)在相應(yīng)位置填“無(wú)”)。(1)將少許混合物放入水中得到無(wú)色溶液和白色沉淀?？隙ù嬖诘奈镔|(zhì)肯定不存在的物質(zhì)理由(2)取溶液進(jìn)行焰色反應(yīng),火焰呈黃色?？隙ù嬖诘奈镔|(zhì)肯定不存在的物質(zhì)理由(3)取白色沉淀加入稀鹽酸,沉淀完全溶解并放出氣體?？隙ù嬖诘奈镔|(zhì)肯定不存在的物質(zhì)理由(4)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)仍無(wú)法確定的物質(zhì)是__________。【解析】(1)混合物放入水中得到無(wú)色溶液,肯定無(wú)CuSO4,因?yàn)镃uSO4溶液是藍(lán)色的。因?yàn)锽aCO3、BaSO4.MgCO3等都是不溶于水的白色沉淀,所以無(wú)法確定存在哪些物質(zhì)。(2)焰色反應(yīng)呈黃色,說(shuō)明存在鈉鹽,則混合物中肯定含有Na2SO4。不能確定哪種物質(zhì)肯定不存在。(3)在(2)中通過(guò)焰色反應(yīng),確定混合物中含有Na2SO4,則混合物中一定不含Ba(NO3)2,否則Ba(NO3)2和Na2SO4生成的BaSO4不溶于鹽酸;另外混合物中也一定不含AgNO3,否則加入鹽酸會(huì)生成AgCl白色沉淀。白色沉淀溶于鹽酸,并放出氣體,則一定為MgCO3。(4)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)仍無(wú)法確定是否含有Al2(SO4)3。答案:(1)無(wú)CuSO4溶液無(wú)色,而CuSO4溶液為藍(lán)色(2)Na2SO4無(wú)鈉的焰色反應(yīng)呈黃色(3)MgCO3Ba(NO3)2AgNO3MgCO3沉淀溶于鹽酸,有氣體放出;(2)中已確定有Na2SO4,如有Ba(NO3)2,生成的BaSO4沉淀不溶于鹽酸;如有AgNO3,生成的Ag2SO4沉淀在鹽酸中不消失,會(huì)轉(zhuǎn)化為AgCl白色沉淀(4)Al2(SO4)3【模擬母題變式】(1)寫(xiě)出(3)中反應(yīng)的離子方程式。提示:MgCO3+2H+====Mg2++H2O+CO2↑。(2)如何確定原固體混合物中是否含有Al2(SO4)3?提示:取少量混合物于試管中加水溶解,取少量上層清液于另一試管中,逐滴加入NaOH溶液,若開(kāi)始產(chǎn)生白色沉淀,NaOH過(guò)量時(shí)沉淀溶解,則說(shuō)明含有Al2(SO4)3;若一直無(wú)明顯現(xiàn)象,則說(shuō)明不含Al2(SO4)3?！灸M母題示例2】(離子檢驗(yàn)與推斷)(2017·周口模擬)根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是

(

)選項(xiàng)操作現(xiàn)象結(jié)論A向濃溶液中加入銅片和濃硫酸并加熱如果有紅棕色刺激性氣味的氣體產(chǎn)生原溶液中一定有選項(xiàng)操作現(xiàn)象結(jié)論B向某溶液中滴入氯水,再滴加KSCN溶液溶液顯紅色原溶液中一定有Fe2+C向某無(wú)色溶液中加入硝酸鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀,沉淀不溶于稀硝酸原溶液中一定有D向品紅溶液中通入氣體溶液褪色該氣體一定是SO2【解析】選A。向濃溶液中加入銅片和濃硫酸并加熱,如果有紅棕色刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,說(shuō)明生成了二氧化氮,則原溶液中一定有,故A正確;要檢驗(yàn)溶液中一定有Fe2+,應(yīng)該先滴加KSCN溶液,無(wú)明顯變化,再滴入氯水,溶液顯紅色,故B錯(cuò)誤;原溶液中可能含有,故C錯(cuò)誤;能使品紅溶液褪色的除SO2,還有可能是Cl2.O3等,故D錯(cuò)誤。【模擬母題變式】(1)如何檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻?提示:取少量溶液于試管中,滴加足量稀鹽酸,無(wú)明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,證明含有

。(2)如何確定FeCl3溶液中含有少量FeCl2?提示:取少量溶液于試管中,滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪色,說(shuō)明含有Fe2+?！靖呖寄M預(yù)測(cè)】1.(2015·天津高考)下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是(

)A.在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無(wú)Fe2+B.氣體通過(guò)無(wú)水硫酸銅,粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,無(wú)K+D.將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,證明原氣體是CO2【解析】選B。Fe3+遇KSCN會(huì)使溶液呈現(xiàn)紅色,Fe2+遇KSCN不反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象,如果該溶液既含F(xiàn)e3+,又含F(xiàn)e2+,滴加KSCN溶液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3+,但并不能證明無(wú)Fe2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氣體通過(guò)無(wú)水硫酸銅,粉末變藍(lán),則發(fā)生反應(yīng):CuSO4+5H2O====CuSO4·5H2O,CuSO4·5H2O為藍(lán)色,故可證明原氣體中含有水蒸氣,B項(xiàng)正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,Na+焰色反應(yīng)為黃色,但并不能證明無(wú)K+,因?yàn)镹a+的黃色對(duì)K+的焰色反應(yīng)具有干擾作用,故需透過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃觀察K+焰色反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;能使澄清石灰水變渾濁的氣體有CO2.SO2等,故將氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,則原氣體不一定是CO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2017·文昌模擬)下列說(shuō)法正確的是(

)A.某氣體能使澄清石灰水變渾濁,則該氣體是CO2B.向某溶液中加入AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,則原溶液中有Cl-C.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解,則原溶液中有D.向某溶液中加入NaOH并加熱,產(chǎn)生可使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則原溶液中有【解析】選D。二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水變渾濁,故A錯(cuò)誤;溶液中加入AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,白色沉淀可能為碳酸銀、硫酸銀等,不能說(shuō)明原溶液中有Cl-,故B錯(cuò)誤;溶液中加入Ba(NO3)2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解,可能是亞硫酸鋇被氧化成硫酸鋇,故不能說(shuō)明原溶液中有,故C錯(cuò)誤;使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為氨氣,則原溶液中有,故D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.下列實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)鑒別目的的是(

)A.用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2B.用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2C.用CO2鑒別Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液D.用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液【解析】選C。氫氧化鉀與二氧化硫和三氧化硫都能反應(yīng),而且都沒(méi)有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,因此不能用氫氧化鉀溶液鑒別;Br2和NO2都能將I-氧化為I2,因此不能用碘化鉀淀粉試紙鑒別它們;二氧化碳與Na[Al(OH)4]溶液反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,與CH3COONa不反應(yīng);AgNO3.K2SO4與BaCl2都能形成白色沉淀,即不能用BaCl2溶液鑒別。2.(2017·淮北模擬)下列有關(guān)離子(或物質(zhì))的檢驗(yàn)及結(jié)論,正確的是(

)A.檢驗(yàn)Na2CO3固體中是否混有NaHCO3,可向固體滴加稀鹽酸,觀察是否產(chǎn)生氣體B.焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃,可觀察到Na+火焰呈黃色C.欲證明某溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液,可觀察到溶液變?yōu)榧t色D.向某無(wú)色溶液中加入BaCl2溶液有白色沉淀出現(xiàn),再加入稀鹽酸,沉淀不消失,則該溶液中一定含有【解析】選C。Na2CO3和NaHCO3二者都與稀鹽酸反應(yīng)生成氣體,所以不能用滴加鹽酸的方法鑒別,A錯(cuò)誤。藍(lán)色鈷玻璃可濾去黃光,Na+的焰色反應(yīng)應(yīng)直接觀察,B錯(cuò)誤。Fe3+與KSCN溶液反應(yīng),溶液呈紅色,可用于檢驗(yàn)Fe3+,C正確;加入BaCl2溶液生成的白色沉淀可能是AgCl,應(yīng)先加入鹽酸酸化,如無(wú)明顯現(xiàn)象,再加入氯化鋇溶液檢驗(yàn),D錯(cuò)誤。2.(2017·大連模擬)某試液中只可能含有K+、、Fe2+、Al3+、Cl-、、、中的若干種離子，離子濃度均為0.1mol·L-1。某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):下列說(shuō)法正確的是(

)A.無(wú)法確定原試液中是否含有Al3+、Cl-B.濾液X中大量存在的陽(yáng)離子有、Fe2+和Ba2+C.無(wú)法確定沉淀C的成分D.原溶液中存在的離子為、Fe2+、Cl-、【解析】選D。加入過(guò)量稀硫酸無(wú)明顯現(xiàn)象,說(shuō)明無(wú)、；再加入硝酸鋇溶液有氣體,說(shuō)明有Fe2+存在且被氧化,沉淀為硫酸鋇,但不能說(shuō)明原溶液中是否含有。原溶液中含有Fe2+；再加入NaOH溶液有氣體,說(shuō)明存在,氣體為氨氣,沉淀B為紅褐色氫氧化鐵沉淀；再通入少量CO2,先與OH-、Ba2+反應(yīng)生成BaCO3,沉淀C含有碳酸鋇,可能含有Al(OH)3。從上述分析可以確定溶液中一定含有、Fe2+，一定不含、。因?yàn)榇嬖诘碾x子濃度均為0.1mol·L-1，從電荷守恒的角度出發(fā)，只能含有、Fe2+、Cl-、才能保證電荷守恒，K+、Al3+必然不能存在。故A、B.C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)二物質(zhì)的分離和提純【核心自主排查】1.物質(zhì)分離、提純的常用物理方法:適用范圍裝置、方法注意事項(xiàng)把不溶性____________進(jìn)行分離一貼：_____緊貼漏斗內(nèi)壁；二低：濾紙邊緣低于_________，液面低于濾紙邊緣；三靠：燒杯緊靠_______，玻璃棒輕靠_________處，漏斗頸尖嘴端緊靠_________固體和液體濾紙漏斗邊緣玻璃棒三層濾紙燒杯內(nèi)壁適用范圍裝置、方法注意事項(xiàng)萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來(lái)分液：分離兩種互不相溶的液體①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中大；②萃取劑與原溶劑互不相溶；萃取劑與溶質(zhì)、原溶劑均不反應(yīng)③分液時(shí)先放出下層液體，適時(shí)關(guān)閉活塞，上層液體從上口倒出適用范圍裝置、方法注意事項(xiàng)分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物①溫度計(jì)的水銀球應(yīng)與蒸餾燒瓶的支管口相平；②在蒸餾燒瓶中加入幾粒碎瓷片或沸石防止液體暴沸；③冷凝管中水流方向應(yīng)為下進(jìn)上出適用范圍裝置、方法注意事項(xiàng)加熱使溶液濃縮或結(jié)晶析出①對(duì)于性質(zhì)穩(wěn)定的晶體形成的溶液，當(dāng)蒸發(fā)至溶液有大量晶體析出時(shí)，可停止加熱，利用余熱蒸干；②要蒸發(fā)得到結(jié)晶水合物操作為加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；③玻璃棒的作用：攪拌，防止因局部過(guò)熱引起液體和晶體飛濺適用范圍裝置、方法注意事項(xiàng)分離固體混合物中某一易升華組分注意控制好升華的溫度4.物質(zhì)分離、提純常用的化學(xué)方法:方法原理舉例沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀如Cl―、、及能形成弱堿的陽(yáng)離子，如Mg2+、Cu2+等氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體如、、、、等方法原理舉例雜轉(zhuǎn)純法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)雜質(zhì)中含不同價(jià)態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)，如FeCl2和FeCl3、同一種酸的正鹽與酸式鹽(用酸、酸性氧化物或堿)，如Na2CO3和NaHCO3氧化還原法用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì)如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2，用熱的銅粉除去N2中的O2方法原理舉例熱分解法用加熱法除去固體混合物中易分解的物質(zhì)如除去NaCl中的NH4Cl等方法原理舉例酸堿溶解法利用物質(zhì)與酸或堿溶液混合后的差異進(jìn)行分離如用過(guò)量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3電解法利用電解原理除去雜質(zhì)含雜質(zhì)的金屬作陽(yáng)極、純金屬(M)作陰極，含M的鹽溶液作電解質(zhì)溶液方法原理舉例洗氣法將氣體混合物通過(guò)洗氣裝置而除去雜質(zhì)氣體如將混合氣體通過(guò)盛飽和食鹽水的洗氣瓶除去Cl2中的少量HCl水解法利用水解反應(yīng)原理除去雜質(zhì)如可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3【高考模擬預(yù)測(cè)】1.(2016·上海高考)實(shí)驗(yàn)室提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀的過(guò)程如圖所示。下列分析正確的是(

)A.操作Ⅰ是過(guò)濾,將固體分離除去B.操作Ⅱ是加熱濃縮,趁熱過(guò)濾,除去雜質(zhì)氯化鈉C.操作Ⅲ是過(guò)濾、洗滌,將硝酸鉀晶體從溶液中分離出來(lái)D.操作Ⅰ～Ⅲ總共需兩次過(guò)濾【解析】選C。KNO3中混有NaCl應(yīng)提純KNO3,因?yàn)镵NO3的溶解度隨溫度的升高而升高且變化較大,NaCl的溶解度隨溫度的升高變化較小,故采用降溫結(jié)晶法提純KNO3。操作Ⅰ是在燒杯中加水溶解,操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮,得到較高溫度下的KNO3飽和溶液,操作Ⅲ為冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥,利用溶解度差異使KNO3結(jié)晶析出分離,即得KNO3晶體。故選C。2.(2017·渭南模擬)下列操作中錯(cuò)誤的是(

)A.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入乙醇和濃硫酸,使乙酸全部轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯B.除去苯中的少量溴:加入NaOH溶液,振蕩、靜置分層后,除去水層C.除去CO2中的少量SO2:通過(guò)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶D.提取溶解在水中的少量碘:加入CCl4,振蕩、靜置分層后,取出有機(jī)層再分離【解析】選A。酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),應(yīng)用飽和碳酸鈉溶液分離,故A錯(cuò)誤;單質(zhì)溴可與氫氧化鈉反應(yīng)生成可溶于水的鈉鹽,苯與水互不相溶,可用分液法分離,故B正確;CO2不溶于飽和NaHCO3溶液,SO2可與飽和NaHCO3溶液反應(yīng),則可用飽和NaHCO3溶液分離,故C正確;碘易溶于四氯化碳等非極性有機(jī)溶劑,提取溶解在水中的少量碘,可用四氯化碳,故D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論相符的是(

)A.在混有少量硫酸的硝酸溶液中加入適量氯化鋇溶液,過(guò)濾可制得較純凈的硝酸B.CO2中混有SO2,可依次通過(guò)酸性KMnO4溶液、濃硫酸,洗氣,可得純凈的CO2C.某無(wú)色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀鹽酸,沉淀不溶解,則原溶液中一定有D.在含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加熱,除去過(guò)量的Cl2,即可得到較純凈的FeCl3溶液【解析】選B。HNO3溶液中混有H2SO4時(shí),若加入氯化鋇使得硝酸中又混入了新的雜質(zhì)HCl,因此應(yīng)加入硝酸鋇溶液過(guò)濾,A錯(cuò)誤;SO2具有還原性,可被高錳酸鉀氧化為硫酸除去,B正確;C中涉及

的檢驗(yàn),方法是先加稀鹽酸,再加BaCl2溶液。如果先加入Ba(NO2)2溶液,再加入稀鹽酸,若溶液中含有可反應(yīng)首先生成Ba