浙江專用2024-2025版高中化學專題3物質(zhì)的檢驗與鑒別課題一牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗教案選修6

PAGEPAGE16課題一牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗【學考報告】學問條目加試要求①牙膏的主要成分及其功能②檢驗牙膏中含有的碳酸鈣、甘油的化學原理和操作方法③火柴起火的原理④火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗原理和操作方法⑤物質(zhì)檢驗的方案設計ababc一、牙膏中某些成分的檢驗1.牙膏的主要成分及其功能2.牙膏中某些成分的檢驗(1)牙膏中CaCO3、甘油的檢驗化學原理與現(xiàn)象：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁。(2)F－、Ca2＋的檢驗：①②Ca2＋的檢驗：CaCl2溶液中滴加(NH4)2C2O4溶液會產(chǎn)生白色沉淀Ca2＋＋C2Oeq\o\al(2－,4)=CaC2O4↓。思索：檢驗牙膏中的CaCO3時，能否用稀硫酸代替稀鹽酸？提示不能。因為稀硫酸與CaCO3反應，生成微溶物質(zhì)CaSO4，覆蓋在CaCO3表面，阻擋反應的接著進行。二、火柴頭成分的檢驗1.火柴頭所含成分eq\a\vs4\al(平安,火柴)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(側面涂有紅磷（發(fā)火劑）和Sb2S3（易燃物）等,火柴頭含KClO3、MnO2等氧化劑和易燃物,如硫磺等))2.火柴頭中硫元素及氯元素的檢驗點撥一、牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗留意事項1.牙膏中某些成分的檢驗(1)甘油的檢驗：①檢驗甘油所用的Cu(OH)2必需新制。配制方法：向1mL0.5mol·L－1的CuSO4溶液中加入幾滴1mol·L－1NaOH溶液，即可生成Cu(OH)2。②在檢驗醛基時也要用新制Cu(OH)2，但必需保證NaOH過量，否則試驗失敗。③牙膏中甘油的含量較低，所以新制Cu(OH)2不宜加得太多，否則加熱后會生成黑色沉淀。(2)CaCO3的檢驗：既要檢驗出陰離子為COeq\o\al(2－,3)，還要檢驗陽離子為Ca2＋。2.火柴頭中某些成分的檢驗(1)檢驗火柴頭燃燒產(chǎn)物中有SO2：①試驗所用的酸性KMnO4溶液濃度為0.0005mol·L－1，濃度小，增加試驗效果。②在教材方案1中為增加試驗效果，可將上面的燒杯改為小燒杯；在方案2中，點燃火柴頭時要在起先的瞬間抽取氣體，待火柴梗燃燒時，停止抽取氣體。③除課本給出方案1、2外，用KMnO4檢驗SO2還可設計為：將一滴酸性KMnO4溶液滴在潮濕的濾紙上，在濾紙下方用點燃的火柴頭熏一下。(2)火柴頭中氯元素的檢驗：KClO3中無Cl－，可通過加熱或加入還原劑將ClOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為Cl－，再加入稀硝酸酸化的AgNO3來檢驗。點撥二、物質(zhì)的檢驗物質(zhì)的組成和結構不同，物理性質(zhì)、化學性質(zhì)也就不同。因此，物質(zhì)組成和結構的檢測都是從物質(zhì)的性質(zhì)入手的。物質(zhì)的檢測就是利用物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學性質(zhì)測定其組成、含量和結構，依據(jù)不同的檢測目的和任務，可分為定性檢測、定量檢測和結構的測定。物質(zhì)的定性檢測就是物質(zhì)的檢驗。物質(zhì)的檢驗通常有鑒定、鑒別和推斷三類，它們的共同點是：依據(jù)物質(zhì)的特別性質(zhì)和特征反應，選擇適當?shù)脑噭┖头椒?，精確視察反應中的明顯現(xiàn)象，如顏色的改變、沉淀的生成和溶解、氣體的產(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等，進行推斷、推理。物質(zhì)的特征性質(zhì)或反應是檢驗和鑒別的主要依據(jù)。三者的不同點見下表：檢驗類型鑒別利用不同物質(zhì)的性質(zhì)差異，通過試驗將它們區(qū)分開來鑒定依據(jù)物質(zhì)的特性，通過試驗檢驗出該物質(zhì)的成分，確定它是否是這種物質(zhì)推斷依據(jù)已知試驗及現(xiàn)象，分析推斷，確定被檢的是什么物質(zhì)，并指出可能存在什么，不行能存在什么1.物質(zhì)檢驗的基本步驟(1)視察試樣確定其狀態(tài)、顏色、氣味等。(2)打算試樣不論是固體試樣還是液體試樣，都只能取少量試樣配成溶液，且視察試樣是否溶解，溶解過程中有無氣體產(chǎn)生等，以初步推斷可能為哪種物質(zhì)。(3)檢驗在檢驗配好溶液中的離子時，每次均應移取少量溶液進行檢驗。2.物質(zhì)檢驗的一般程序與思路(1)固體物質(zhì)的檢驗(2)液體物質(zhì)的檢驗[典例剖析]牙膏是生活必需品。下面是牙膏中某些主要成分的檢驗流程圖：請回答下列問題：(1)在①中加水、攪拌、靜置后，接下來的試驗操作名稱是________，所須要的主要玻璃儀器有___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在②中用pH試紙測溶液的pH的操作方法是________________________________________________________________________________________________。(3)寫出④中發(fā)生反應的化學方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(4)在⑥中檢驗Ca2＋的存在，除可用焰色反應外，還可利用Ca2＋和________溶液的反應來進行。解析(1)牙膏加蒸餾水混合后可能形成膠狀物，攪拌后，要等其分層后再傾析分別固體沉淀物和溶液，也可用過濾法，過濾時所用主要玻璃儀器為玻璃棒、燒杯、漏斗。(2)運用pH試紙測溶液pH的方法為用干凈的玻璃棒蘸取待測溶液點試紙中部，再與標準比色卡對比。(3)用新制Cu(OH)2檢驗甘油的原理為(4)檢驗Ca2＋，通常用(NH4)2C2O4，發(fā)生離子反應為Ca2＋＋C2Oeq\o\al(2－,4)=CaC2O4↓。答案(1)過濾玻璃棒、燒杯、漏斗(2)用玻璃棒蘸取少量待測液將其點在干凈干燥表面皿中的pH試紙上，再與標準比色卡進行對比(4)草酸銨借題發(fā)揮離子的檢驗要依據(jù)離子的特征反應假如待檢測的是含有多種不同離子的混合物，在物質(zhì)中各離子間的特征反應相互間不存在干擾的狀況下，可以把待測溶液分成幾份后，用與上例類似的方法逐一鑒定。假如各離子間的特征反應相互間存在干擾，則須要先設法使離子分別，例如利用沉淀反應，按性質(zhì)相近與否將離子逐次分組分別，再分別逐一檢測。[跟蹤訓練]1.檢驗某牙膏中不溶于水的成分是否含有Al(OH)3，可采納的方法是()A.取濾渣加入稀氨水中，不能溶解B.取濾渣加入NaOH溶液中，能溶解C.取濾渣加入稀鹽酸中，能溶解D.取濾渣平分成兩等份，分別加入NaOH溶液和稀鹽酸中，均能溶解解析物質(zhì)的檢驗一般利用物質(zhì)的特征反應。Al(OH)3是兩性氫氧化物，既能溶于強酸又能溶于強堿。答案D2.火柴頭上通常含有氯酸鉀、二氧化錳、硫等物質(zhì)。某探討性學習小組進行火柴頭中有關物質(zhì)的試驗探究：(1)檢驗火柴頭中含有硫：將兩根火柴放在如圖所示試驗裝置的漏斗下面，將火柴點燃，漸漸拉動注射器活塞進行抽氣，讓火柴燃燒后產(chǎn)生的氣體通入稀品紅溶液中，視察到品紅溶液褪色。①燃燒產(chǎn)生的氣體中肯定含有___________________________________________。②某同學提出用如下圖所示方法進行試驗更為簡便。他的操作是：a.當圖中所示火柴頭燃燒完時，馬上移出火柴；b.___________________________________________________________________(2)測定火柴頭中KClO3的含量主要步驟如下：A.刮取火柴頭，當心研碎，稱得質(zhì)量為2.45g；B.用適量蒸餾水充分浸泡后過濾、洗滌殘渣；C.往裝有濾液和洗滌液的燒杯中加入過量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，攪拌，充分反應后，過濾、洗滌沉淀；D.干燥沉淀物，稱得其質(zhì)量為1.435g。①試驗中發(fā)生的反應是KClO3＋3NaNO2＋AgNO3=AgCl↓＋3NaNO3＋KNO3，反應中AgNO3、NaNO2均須要過量的緣由是______________________________。②試驗測得火柴頭中KClO3的質(zhì)量分數(shù)為________；③假如B步中未洗滌沉淀殘渣，測得KClO3的質(zhì)量分數(shù)將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)，假如C步中未洗滌AgCl沉淀，測得KClO3的質(zhì)量分數(shù)將________。解析(1)①能使品紅溶液褪色的是SO2。(2)①要使試驗減小誤差，保證氯元素完全轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀，必需加入過量的AgNO3和NaNO2；②依原子守恒易得n(KClO3)＝n(AgCl)＝1.435g/143.5g·mol－1＝0.01mol，所以w(KClO3)＝(0.01mol×122.5g·mol－1/2.45g)×100%＝50%；③B步不洗滌沉淀會造成KClO3損失，從而造成最終的AgCl沉淀量削減，故使結果偏小；C步不洗滌沉淀會造成AgCl沉淀量增加，故會使結果偏大。答案(1)①SO2(或二氧化硫)②快速將甲燒杯扣在乙燒杯上，充分振蕩乙燒杯(2)①確保KClO3中氯元素全部轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀②50%③偏小偏大歸納總結常見氣體和離子的常用鑒別方法類別方法現(xiàn)象酸①滴加石蕊試液②加Zn、Fe等金屬①試液變紅②產(chǎn)生可燃性氣體堿滴加酚酞試液試液變紅含Cl－的物質(zhì)滴加AgNO3、HNO3白色沉淀含SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)滴加BaCl2、稀HCl白色沉淀含COeq\o\al(2－,3)的物質(zhì)滴加鹽酸產(chǎn)生氣體，通入澄清石灰水白色沉淀H2點燃，火焰上方罩干燥小燒杯有水珠出現(xiàn)CO點燃，產(chǎn)生的氣體與澄清石灰水反應白色沉淀CO2澄清石灰水變渾濁O2帶火星木條復燃SO2①通入紫色的酸性KMnO4溶液、紅棕色的溴水等氧化劑中②通入到紅色的品紅溶液中①褪色②褪色，加熱，紅色又復原(時間：45分鐘)1.牙膏中含有不溶于水的成分，如碳酸鈣、磷酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等，它們的主要作用是()A.著色劑 B.發(fā)泡劑C.摩擦劑 D.防腐劑解析A項著色劑的主要成分是二氧化鈦、食用色素；B項發(fā)泡劑的主要成分是十二烷基硫酸鈉；D項防腐劑的主要成分是安眠香酸鈉；C項摩擦劑的主要成分是磷酸鈣和碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等，占牙膏成分50%左右，能增加牙膏的摩擦作用和去污效果，能有效去除牙齒表面上污漬、牙斑、食物殘渣等。答案C2.取火柴頭浸于水中，片刻之后，檢驗所得溶液中含有氯元素的試劑是()A.硝酸銀溶液和稀硝酸B.硝酸銀溶液、稀硝酸和亞硝酸鈉C.硝酸銀溶液D.稀硝酸、亞硝酸鈉溶液解析火柴頭中含氯物質(zhì)為KClO3，檢驗ClOeq\o\al(－,3)的反應原理為ClOeq\o\al(－,3)＋3NOeq\o\al(－,2)＋Ag＋=AgCl↓＋3NOeq\o\al(－,3)，故選項B正確。答案B3.關于含氟牙膏的敘述正確的是()A.含氟牙膏中的氟元素以游離態(tài)存在B.含氟牙膏中的氟元素能夠與牙齒的成分形成更難溶的物質(zhì)C.化合態(tài)氟元素無毒，含氟量越高越好D.氟元素有毒，最好不要用含氟牙膏答案B4.某同學欲檢驗火柴燃燒后的氣體中是否含有CO2，他應采納下列方法中的()A.通入澄清的石灰水B.先通入足量NaHCO3溶液，再通入澄清石灰水C.通入品紅溶液D.先通入足量溴水，再通入澄清石灰水解析由于二氧化硫、二氧化碳都能使澄清的石灰水變渾濁，因此，檢驗二氧化碳前，須要將混合氣體中的二氧化硫除盡，最終再用澄清的石灰水檢驗二氧化碳。答案D5.通過下列試驗可以得出的結論，其中不合理的是()A.甲試驗中黃銅片能在銅片上刻畫出痕跡可以說明黃銅的硬度比銅片大B.乙試驗既可以說明分子在不停地運動著，又可以說明氨水顯堿性C.丙試驗既可以說明二氧化碳易溶于水，又可以說明二氧化碳具有酸性D.丁試驗既可以說明一氧化碳具有還原性，又可以說明一氧化碳具有可燃性解析丙試驗，往瓶子中加水，會排出氣體，不能說明CO2溶于水，也不能說明CO2具有酸性。答案C6.用試紙檢驗氣體性質(zhì)是一種重要的試驗方法。如圖所示的試驗中(可加熱)，下列試紙的選用、現(xiàn)象、對應結論都正確的一項是()選項試劑B潮濕試紙A現(xiàn)象結論A碘水淀粉試紙變藍碘具有氧化性B濃氨水，生石灰藍色石蕊試紙變紅氨氣為堿性氣體CNa2SO3，硫酸品紅試紙褪色SO2具有漂白性DCu，濃硝酸KI-淀粉試紙變藍NO2為酸性氣體解析本題考查試紙的選用以及規(guī)范運用試紙。答案C7.下列試驗能證明有SO2存在的是()①能使澄清石灰水變渾濁②能使潮濕的藍色石蕊試紙變紅③能使品紅溶液褪色④通入足量的NaOH溶液中，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，該沉淀溶于稀鹽酸⑤通入溴水中能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀生成A.都能證明 B.只有⑤能證明C.③④⑤能證明 D.都不能證明解析CO2也能出現(xiàn)①④中的現(xiàn)象；HCl等酸性氣體也能產(chǎn)生②中的現(xiàn)象；Cl2也能產(chǎn)生③中的現(xiàn)象，該氣體能使溴水褪色，且產(chǎn)物能與Ba(NO3)2溶液反應生成白色沉淀，只有SO2符合。答案B8.下列有關試驗的描述或操作錯誤的是()A.牙膏中含有不溶于水的成分，如碳酸鈣、磷酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等，它們主要起抑制牙膏中微生物生長的作用B.紙層析法通常以濾紙作為惰性支持物。濾紙纖維上的羥基具有親水性，它所吸附的水作為固定相C.欲檢驗火柴頭燃燒后的氣體中是否含有SO2，可將燃燒后氣體通入KMnO4酸性溶液，視察KMnO4溶液顏色是否變淺或褪色D.減壓過濾不宜用于過濾膠狀沉淀或顆粒太小的沉淀解析牙膏中加入的碳酸鈣、二氧化硅等作摩擦劑，起清潔牙齒作用；由試驗操作常識可知B、D說法正確；SO2具有還原性，可使酸性KMnO4溶液褪色，故C項敘述正確。答案A9.火柴頭燃燒可產(chǎn)生SO2，下列檢驗SO2的裝置正確的是()解析A會把KMnO4溶液抽入注射器內(nèi)；C會把KMnO4溶液壓出試管外；D無法把火柴燃燒產(chǎn)生的氣體抽入試管內(nèi)。答案B10.某固體混合物中可能含有：K＋、Na＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)等離子，將該固體溶解所得到的溶液進行如下試驗：下列說法正確的是()A.該混合物肯定是K2CO3和NaClB.該混合物可能是Na2CO3和KClC.該混合物可能是Na2SO4和Na2CO3D.該混合物肯定是Na2CO3和NaCl解析加過量Ba(NO3)2有白色沉淀可能是BaCO3或BaSO4，加過量鹽酸，沉淀溶解，說明溶液中無SOeq\o\al(2－,4)，有COeq\o\al(2－,3)，溶液中加HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀，說明溶液中含有Cl－。溶液焰色反應呈黃色，說明溶液中含有Na＋，無法確定是否有K＋。因此，溶液中肯定有COeq\o\al(2－,3)、Cl－、Na＋，可能有K＋。答案B11.火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗試驗一：取兩只干凈的小燒杯，標記為甲、乙，在乙燒杯中加入10mL0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液。將兩根火柴伸入甲燒杯里，再用一根燃著的火柴點燃火柴頭(如圖所示)，待火柴頭燃盡，即將火柴移出，快速將甲燒杯倒扣在乙燒杯上，輕輕振蕩乙燒杯，視察試驗現(xiàn)象。試驗二：用漏斗、試管、注射器、導管等組成如圖裝置，將兩根火柴放在漏斗下面，用一根燃著的火柴點燃火柴頭，使火柴頭燃燒。漸漸拉動注射器的活塞進行抽氣，讓火柴頭燃燒產(chǎn)生的氣體通過0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液，視察試驗現(xiàn)象。試驗三：將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于試管中，滴加AgNO3和稀硝酸，視察試驗現(xiàn)象。試驗四：將3～4根火柴頭摘下浸于水中，片刻后取少量溶液于試管中，加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液，視察試驗現(xiàn)象。請回答下列問題：(1)平安火柴盒側面涂有紅磷(發(fā)火劑)和Sb2O3(易燃物)等，火柴頭上的物質(zhì)一般是________、________等氧化劑和________等易燃物。(2)試驗一和試驗二均可視察到的試驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________，請用化學方程式說明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的緣由_________________________________________________________________________________________________________________________________________。試驗一設計的方案還利用了SO2的一種________________________________________________________性質(zhì)。(3)寫出以下反應的化學方程式：①將SO2通入氯水中，淺黃綠色褪成無色______________________________________________________________________________________________________，體現(xiàn)了SO2的________性。②將SO2通入溴水中，紅棕色褪為無色________________________________________________________________________________________________________，體現(xiàn)了SO2的________性。③將SO2通入無色的氫硫酸溶液，溶液變渾濁___________________________________________________________________________________________________，體現(xiàn)了SO2的________性。(4)試驗三可視察到白色沉淀________產(chǎn)生，說明將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，會有________物質(zhì)被浸出，產(chǎn)生該物質(zhì)的反應方程式為________________________________________________________________________________________，主要是把火柴頭中含有的________轉(zhuǎn)化為________。(5)試驗四產(chǎn)生的白色沉淀為____________________________________________，NaNO2的作用是______________________________________________________，反應的離子方程式為___________________________________________________。答案(1)KClO3MnO2S(2)酸性KMnO4溶液紫紅色褪去5SO2＋2KMnO4＋2H2O=K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4密度比空氣大(3)①SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl還原②SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr還原③SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O氧化(4)AgClKClKCl＋AgNO3=AgCl↓＋KNO3KClO3KCl(5)AgCl還原劑(把ClOeq\o\al(－,3)還原成Cl－)3NOeq\o\al(－,2)＋ClOeq\o\al(－,3)＋Ag＋=3NOeq\o\al(－,3)＋AgCl↓12.市場上出售的牙膏種類繁多，每種牙膏中都添加有細粉末狀的摩擦劑，它能協(xié)作牙刷一起摩擦牙齒的表面，起到增加清潔牙齒的效果。三種牙膏中的摩擦劑如表：牙膏名稱A牌牙膏B牌牙膏C牌牙膏摩擦劑氫氧化鋁碳酸鈣二氧化硅(1)可選作摩擦劑的物質(zhì)必需________(填“易溶于水”或“難溶于水”)。(2)牙膏中的摩擦劑碳酸鈣可以用石灰石來制備，小新設計了如下制備碳酸鈣的試驗方案：eq\x(石灰石)eq\o(→,\s\up7(高溫))eq\x(生石灰)eq\o(→,\s\up7(加水))eq\x(石灰水)eq\o(→,\s\up7(加碳酸鈉溶液))eq\x(碳酸鈣)①上述方案中還可得到的另外兩種生成物是______________________________。②請你仍用石灰石為原料(其他試劑自選)，設計另一種用沉淀法制備碳酸鈣的試驗方案，簡要寫出試驗過程的主要步驟：__________________________________；最終一步反應的化學方程式：__________________________________________。③你設計方案的優(yōu)點是_________________________________________________。(3)小新為了測定B牌牙膏中碳酸鈣的含量，稱取牙膏100g放入燒杯中，逐滴滴入稀鹽酸至不再有氣泡產(chǎn)生(假設除碳酸鈣外，牙膏中的其他物質(zhì)不與鹽酸反應生成氣體)，共用去稀鹽酸200g。反應完畢后，稱得燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)的質(zhì)量為278g。請計算B牌牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為___________________________________。解析(3)CO2的質(zhì)量為100