第11講-物質(zhì)的檢驗(講義)(解析版)

第11講物質(zhì)的檢驗【學習目標】1．學會Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)等離子的檢驗方法。2．會用焰色反應檢驗金屬或金屬離子的存在。3．能設計簡單的實驗方案，確定常見物質(zhì)的組成成分?！净A知識梳理】一、常見離子的檢驗1．【實驗探究】幾種常見的離子的檢驗【實驗1】NH4+的檢驗實驗步驟：在兩支試管中分別加入少量NH4Cl溶液和(NH4)2SO4溶液，再分別加入NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙（或pH試紙）靠近試管口。實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙（或pH試紙）變藍色離子方程式：NH4+＋OH-eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋NH3↑【實驗2】Cl-的檢驗實驗步驟：在兩支試管中分別加入少量NH4Cl溶液和KCl溶液溶液，再分別加入AgNO3溶液和稀硝酸。實驗現(xiàn)象：有白色沉淀生成離子方程式：Cl-＋Ag+===AgCl↓【實驗3】SO42-的檢驗實驗步驟：在兩支試管中分別加入少量(NH4)2SO4溶液和K2SO4溶液，再分別加入稀鹽酸和氯化鋇溶液。實驗現(xiàn)象：有白色沉淀生成離子方程式：SO42-＋Ba2+===BaSO4↓2．常見離子的檢驗方法離子檢驗方法H+①用紫色石蕊試液檢驗，溶液呈紅色。②用pH試紙檢驗，pH<7。OH-①用紫色石蕊試液檢驗，溶液呈藍色。②用酚酞實驗檢驗，溶液變紅色。③用pH試紙檢驗，pH>7。CO32-①加入稀鹽酸，用燃燒的木條檢驗產(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，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍色。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。檢驗Cl－時加入稀HNO3的目的是為了排除COeq\o\al(2－,3)等離子的干擾，因為Ag2CO3是不溶于水的白色沉淀，但可溶于稀HNO3。檢驗SO42-時加入稀鹽酸的目的是為了排除COeq\o\al(2－,3)等離子的干擾，因為BaCO3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，說明原溶液中有Cl－B．向某溶液中加BaCl2溶液生成白色沉淀，說明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)C．向某溶液中加NaOH溶液生成藍色沉淀，說明原溶液中有Cu2＋D．向某溶液中加稀硫酸生成白色沉淀，說明原溶液中有COeq\o\al(2－,3)答案：C解析：與硝酸銀溶液反應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溶液反應生成藍色沉淀的離子只有Cu2＋；溶液中若有COeq\o\al(2－,3)，加入足量稀硫酸會生成無色氣體，不會生成白色沉淀。二、焰色反應——Na、K元素的檢驗1．【實驗探究】Na、K元素的檢驗【實驗1】取一根鉑絲（或細鐵絲），放在酒精燈火焰上灼燒至無色。用鉑絲蘸取少量KCl溶液，置于火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色。實驗現(xiàn)象：火焰呈紫色?！緦嶒?】用稀鹽酸洗凈鉑絲，并在火焰上灼燒至無色，蘸取少量NaCl溶液，置于火焰上灼燒，觀察火焰顏色。實驗現(xiàn)象：火焰呈黃色。2．焰色反應（1）定義：很多金屬或它們的化合物在灼燒時的火焰都會呈現(xiàn)特殊顏色，這叫做焰色反應。根據(jù)灼燒時火焰呈現(xiàn)的特殊顏色，可以檢驗金屬或金屬離子的存在。（2）焰色反應表現(xiàn)的是某些金屬元素的性質(zhì)，用來檢驗某些金屬元素的存在。（3）焰色反應是物理變化，不是化學變化，在灼燒時，被檢驗物質(zhì)可能發(fā)生化學變化，但與火焰的顏色無關(guān)。（4）不是所有的金屬都可呈現(xiàn)焰色反應，金屬單質(zhì)與它的化合物的焰色反應相同。（5）觀察鉀的焰色時，要透過藍色鈷玻璃去觀察，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?】下列說法正確的是()A．焰色反應時火焰呈黃色，說明該物質(zhì)中含有鈉元素B．某物質(zhì)的焰色不顯紫色，說明該物質(zhì)中肯定沒有鉀元素C．焰色反應不能用于物質(zhì)的鑒別D．做焰色反應的金屬絲可以用銅絲、光潔無銹的鐵絲答案：A解析：含有金屬元素鈉的單質(zhì)或化合物焰色反應的焰色為黃色，A項正確；含有金屬元素鉀的單質(zhì)或化合物焰色反應的焰色為紫色(必須透過藍色的鈷玻璃觀察)，B項錯誤；焰色反應能用于物質(zhì)的鑒別，比如鑒別鈉鹽和鉀鹽，C項錯誤；做焰色反應的金屬絲可以鉑絲、光潔無銹的鐵絲，但不可以用銅絲，銅灼燒火焰為綠色，會干擾所測金屬元素的顏色，D項錯誤。二、物質(zhì)的檢驗方法1．物質(zhì)檢驗的方法(1)特征反應法①產(chǎn)生氣體或沉淀：如碳酸鹽與鹽酸反應產(chǎn)生二氧化碳氣體。②產(chǎn)生特殊氣味：如蛋白質(zhì)灼燒可產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味。③顯現(xiàn)特殊顏色：如淀粉遇碘單質(zhì)變藍色。(2)儀器分析法①元素分析儀：檢測碳、氫、氧、氮、硫、氯、溴等元素②紅外光譜儀：確定有機物中某些原子團的存在③原子吸收光譜：確定金屬元素的存在2．物質(zhì)檢驗的基本要求(1)反應要有明顯的現(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，操作簡單，反應條件容易達到。(3)排除干擾物的影響：需要檢驗的物質(zhì)中如果有干擾物存在，則需要選擇試劑對干擾物進行排除；要注意多次加入不同的鑒別試劑進行檢驗時，應及時排除前次加入試劑可能引入的干擾物質(zhì)。如檢驗Cl－時，COeq\o\al(2－,3)能與Ag＋結(jié)合，生成沉淀，故應加稀硝酸除去。如檢驗SOeq\o\al(2－,4)時，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。3．物質(zhì)檢驗的基本步驟(1)觀察外觀：觀察顏色、狀態(tài)、氣味等。(2)判斷預測：根據(jù)觀察，結(jié)合物質(zhì)的分類，預測物質(zhì)可能的組成或性質(zhì)。(3)實驗驗證：設計實驗方案，進行實驗驗證。(4)分析結(jié)論：根據(jù)實驗現(xiàn)象，分析結(jié)果，得出結(jié)論。4．物質(zhì)檢驗的注意事項物質(zhì)檢驗時，應按照取樣→操作→現(xiàn)象→結(jié)論的順序進行描述，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。(2)“取少量溶液分別加入幾支試管中”，不得在原試劑瓶中進行檢驗。(3)“先現(xiàn)象，后結(jié)論”，如向BaCl2溶液中加入稀H2SO4時，現(xiàn)象是“有白色沉淀生成”，不能說成“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、無水硫酸銅?，F(xiàn)只提供蒸餾水，通過下面的實驗步驟即可鑒別它們。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?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)象寫出相應的化學方程式：第1支試管中有白色沉淀生成：__________________________________；第2支試管中有藍色沉淀生成：__________________________________。被檢出物質(zhì)的化學式分別是__________、____________。(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支試管中得到無色溶液，1支試管中得到藍色溶液無水硫酸銅(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，說明該物質(zhì)是(NH4)2SO4，另一瓶為Na2SO4解析：將BaCl2、NaOH、Na2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4(無水)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溶于水后形成藍色溶液，其他四種物質(zhì)溶于水都形成無色溶液，由此可檢驗出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)＋Na2SO4，Na2SO4＋CuSO4(不反應)，(NH4)2SO4＋CuSO4(不反應)，從而又可檢驗出BaCl2和NaOH。剩余的為Na2SO4、(NH4)2SO4，可利用濃NaOH溶液再檢驗出(NH4)2SO4，因為(NH4)2SO4＋2NaOHeq\o(=====,\s\up7(△))Na2SO4＋2H2O＋2NH3↑，會產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。課堂檢測1．下列關(guān)于焰色反應的說法正確的是（）A．所有的金屬都能通過焰色反應進行檢驗B．將金屬鈉燃燒，火焰呈白色C．若某溶液的焰色反應為黃色，則該溶液為鈉鹽溶液D．藍色鈷玻璃是為了濾去黃色等對鉀元素的焰色的干擾答案：D解析：A.并不是所有金屬都能產(chǎn)生焰色反應，如焰色反應所用的鉑絲或鐵絲的火焰就是無色，錯誤；B.金屬鈉及含鈉元素的化合物的焰色均為黃色，錯誤；C.焰色反應為黃色，說明該溶液中含有鈉元素，但不一定是鈉鹽，也可能是NaOH溶液，錯誤；D.由于鉀元素的焰色反應為紫色，容易被其它顏色的火焰掩蓋，因此藍色鈷玻璃的作用是濾去黃色等其它顏色的火焰，正確。2．某溶液中可能含有的陰離子有SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Cl－等。為了檢驗其中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，除BaCl2溶液外，還需要的溶液是()A．硫酸 B．鹽酸 C．NaOH溶液 D．NaNO3溶液答案：B解析：檢驗SOeq\o\al(2－,4)時，應先用鹽酸酸化，若無明顯現(xiàn)象，再用BaCl2溶液檢驗。3．下列溶液中離子檢驗的結(jié)論正確的是()A．加稀鹽酸產(chǎn)生無色無味氣體，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，原溶液中含有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)均會出現(xiàn)題述現(xiàn)象；B項，原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)或Ag＋；C項，含Cl－、COeq\o\al(2－,3)等的溶液均可與AgNO3溶液中的Ag＋反應產(chǎn)生白色沉淀；D項，含Ca2＋、Ba2＋、Mg2＋的溶液均可與Na2CO3溶液中的COeq\o\al(2－,3)反應生成能溶于鹽酸的白色沉淀。4．某物質(zhì)灼燒時，焰色反應為黃色，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：焰色反應是某些金屬或它們的化合物在灼燒時，使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色的反應。焰色反應為黃色，說明該物質(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。5．檢驗實驗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。6．檢驗某未知溶液中是否含有SOeq\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，則過濾，濾液中再加氯化鋇溶液答案：D解析：檢驗某溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)的方法：先用鹽酸酸化(若有沉淀，過濾)，再加氯化鋇溶液，若有白色沉淀，說明有SOeq\o\al(2－,4)。7．下列實驗可實現(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(無明顯現(xiàn)象)和氯化鈉溶液(無明顯現(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)。8．請設計實驗方案，將下列各組物質(zhì)區(qū)別開來，要求寫出實驗步驟、實驗現(xiàn)象和結(jié)論：(1)