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第二节 物质的检验、分离和提纯(考点考法剖析)-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案(全国通用)
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第二节 物质的检验、分离和提纯
【必备知识要求】
1.掌握物质分离和提纯常用的物理方法和化学方法。
2.能综合运用物质的不同性质对常见物质进行分离和提纯。
3.能识别典型的物质分离、提纯的实验仪器装置图。
【关键能力及高考要求】
关键能力要求:理解辨析能力、分析推理能力、实验和探究能力。
高考要求:本节内容的考查仍将以根据物质中各成分的特征性质,用不同的试剂,根据不同的实验现象来检测物质中某成分的存在或运用不同的方法分离混合物或提纯物质等为主,强调试剂的加入顺序、分离仪器的选择、重要物质的检验方法等基本实验操作。题型主要以选择题、化工流程、实验设计等形式出现。预计今后,物质的检验在选择题中一般以两种形式出现:一是在选项中设置检验的方法是否可靠;二是以推断形式判断是否存在某种离子等。在非选择题中,表现形式较为灵活多变,主要通过实验现象判断可产生什么物质或设计实验判断某种物质是否存在等。重点考查过滤、蒸馏、萃取、分液等基本操作及注意事项,同时将分离提纯操作与物质的制备、混合物成分的确定以及实验设计等内容有机融合起来进行综合考查。
【学科核心素养解析】
1.宏观识与微观探析:能根据实验现象辨识物质及其反应,解释同类的不同物质性质变化的规律。
2.变化观念与平衡思想:能归纳物质及其变化的共性和特征。
3.科学探究与创新意识:能根据教材中给出的问题设计简单的实验方案,完成实验操作。
4.科学态度与社会责任:具有安全意识,逐步养成严求实的科学态度。
必备知识点1物质分离和提纯的物理方法
1.分离、提纯的含义
(1)物质的分离
将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。
(2)物质的提纯
将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。
2.物理方法中物质分离与提纯的常见实验装置
(1)过滤
适用范围
把不溶性固体与液体进行分离
注意
事项
一贴
滤纸紧贴漏斗内壁
二低
滤纸上缘低于漏斗口
液面低于滤纸上缘
三靠
烧杯紧靠玻璃棒
玻璃棒下端紧靠三层滤纸处
漏斗下端紧靠烧杯内壁
(2)蒸发
适用
范围
分离易溶性固体的溶质和溶剂
注意
事项
玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而飞溅
停止加热的标准:当有大量晶体析出时停止加热,利用余热蒸干
(3)萃取和分液
萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来;
分液:分离两种互不相溶的液体
①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;
②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶;
③萃取剂与溶质不反应;
④常用的萃取剂是苯或CCl4,不用酒精作萃取剂
⑤分液时,分液漏斗中的下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
分液漏斗中的下层液体从下口放出,要打开分液漏斗的上盖;
(4)蒸馏
适用
范围
分离沸点相差较大且互溶的液体混合物
1.温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处
2.蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸
3.冷凝管水流方向为下口进,上口出
(5)升华
适用
范围
分离某种组分易升华的固体混合物
注意
事项
如NaCl固体中的I2可用该方法分离,但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离
(6)洗气
适用范围
除去气体中的杂质
注意事项
长管进气,短管出气
3.依据物理性质选择分离、提纯的方法
(1)“固+固”混合物
(2)“固+液”混合物
(3)“液+液”混合物
【知识理解提点】
1.过滤装置的创新——抽滤
由于水流的作用,使装置a、b中气体的压强减小,故使过滤速率加快
2.冷凝回流装置
由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应容器,可使反应物循环利用,提高了反应物的转化率
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)过滤时,为加快过滤速度,可用玻璃棒搅拌漏斗中液体。( )
(2)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。( )
(3)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离。( )
(4)蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处。( )
(5)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。( )
(6)除去Cu粉中混有CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。( )
(7)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法。( )
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 物质分离、提纯的装置的识别
1.(2022·湖北高三月考)下列图示与操作名称对应关系错误的是
A.过滤 B.蒸馏
C.分馏 D.分液
【跟踪演练】
1.(2022·天津高三期末)下列图示与操作名称不对应的是( )
A.收集NO2气体 B.定容
C.过滤 D.蒸馏
必备知识点2 物质分离、提纯的化学方法
1.分离提纯常用的化学方法
方法
原理
举例说明
热分解法
用加热法除去固体混合物中易分解的物质
除去NaCl中的NH4Cl
氧化还原法
利用氧化还原反应除去杂质
用酸性KMnO4溶液除去CO2中SO2
酸碱溶解法
利用酸或碱将杂质溶解除去
用盐酸除去SiO2中的CaCO3
洗气法
将气体混合物通过洗气装置而除去杂质气体
让混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的少量HCl
电解法
利用电解原理分离和提纯物质
电解精炼铜,将含杂质的粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液为含铜离子的溶液
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
Cl-、SO、CO及能形成弱碱的金属阳离子可加入适当的沉淀剂,使离子生成沉淀,过滤除去
水解法
利用水解反应原理除去杂质
可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3
气化法
将杂质离子转化为气体
CO、HCO、SO、HSO、NH等与H+或OH-反应生成气体除去
2.化学方法分离、提纯物质遵循的“四原则”、“四必须”
(1)“四个原则”:一是不增加新的杂质;二是不减少被提纯物质;三是被提纯物质与杂质易分离;四是被提纯物质易复原。
(2)“四个必须”:一是除杂试剂必须过量;二是过量试剂必须除尽;三是除杂途径必须最佳;四是除去多种杂质时必须考虑加入试剂的先后顺序。
【知识理解提点】
1.分离、提纯题的答题步骤
第一步:确定被提纯物质与除杂对象
对比两者物理性质、化学性质的差异,利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等),选择合适的分离原理或除杂试剂;除杂试剂除去杂质的同时,不消耗被提纯物质,不引入新的杂质。
第二步:选择合适的分离或除杂装置
根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等);根据除杂试剂的状态及反应条件,选择合适的装置,液体试剂一般选洗气瓶,固体试剂一般用干燥管或U形管。
第三步:综合分析,筛选答案
综合分析物质分离是否完全,被提纯物质中的杂质是否被除去。
2.常见气体的除杂方法(洗气法)
气体(杂质)
除杂试剂
化学方程式或原理
CO2(HCl)
饱和NaHCO3溶液
HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2
SO2(HCl)
饱和NaHSO3溶液
HCl+NaHSO3===NaCl+H2O+SO2
Cl2(HCl)
饱和NaCl溶液
HCl极易溶于水,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小
O2(NH3)
浓硫酸
NH3+H2SO4===NH4HSO4
CO2(SO2)
饱和NaHCO3溶液
SO2+2NaHCO3===Na2SO3+H2O+2CO2
C2H2(H2S)
CuSO4溶液
H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4
CO2(CO)
灼热CuO
CO+CuOCu+CO2
CH4(CH2=CH2、CHCH)
溴水
CH2=CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
HCCH+2Br2―→CHBr2—CHBr2
N2(O2)
灼热铜网
2Cu+O22CuO
CO(CO2)
NaOH浓溶液
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
3.常见固体或溶液的除杂方法
物质(括号内为杂质)
除杂试剂或方法
化学方程式或原理
分离方法
NaCl固体(NH4Cl)
加热
NH4ClNH3↑+HCl↑
—
I2(SiO2)
加热(升华法)
I2升华、冷却、凝华,得I2
—
FeCl3溶液(FeCl2)
通Cl2(氧化法)
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
—
FeCl2溶液(FeCl3)
过量铁粉(还原法)
2FeCl3+Fe===3FeCl2
过滤
NaCl溶液(Na2SO4)
加适量BaCl2溶液(沉淀法)
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
过滤
Cu(NO3)2溶液(AgNO3)
加过量铜粉(还原法)
2AgNO3+Cu===Cu(NO3)2+2Ag
过滤
NH4Cl溶液(FeCl3)
加适量氨水
FeCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl
过滤
KNO3固体(NaCl)
水(结晶法)
根据二者的溶解度随温度的变化不同
冷却结晶
NaCl溶液(MgCl2)
加适量NaOH溶液(沉淀法)
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
过滤
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通CO2
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
—
Fe2O3(Al2O3)
加过量NaOH溶液
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O
过滤
镁粉(铝粉)
加过量NaOH溶液
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
过滤
C(CuO)
加过量稀盐酸
CuO+2HCl===CuCl2+H2O
过滤
CuS(FeS)
加过量稀盐酸
FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑
过滤
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
—
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)过滤时,为加快过滤速度,可用玻璃棒搅拌漏斗中液体。( )
(2)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。( )
(3)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离。( )
(4)蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处。( )
(5)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。( )
(6)除去Cu粉中混有CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。( )
(7)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法。( )
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 物质分离、提纯方法的选择
例2.(2022·广东广州市高三期末)以下实验装置一般不用于分离物质的是( )
【跟踪演练】
2.(2022·黑龙江哈尔滨三中高三)下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
A.A B.B C.C D.D
必备知识点3 物质的检验
一、常见阴、阳离子的检验
(一).物质检验的要求和一般步骤
1.物质检验对反应的一般要求
(1)反应要有良好的选择性,反应速率要快,并能反应完全。
(2)反应要有明显的外部特征,如:溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的生成等。
(3)要排除干扰物质的影响。
2.物质检验的基本步骤
(1)对试样进行外观观察:对试样进行外观观察的主要目的是利用被检验物质的颜色和状态,对可能含有的某些组分进行推断,进而排除某些组分存在的可能性。
(2)试样的准备:不论是固体试样,还是液体试样,都只能取少量用于配制溶液或用于检验,要留有一定量的试样备用。
(3)检验:在进行检验时,除了要考虑各离子的特征反应外,最重要的是要选取适当的措施排除离子之间可能存在的干扰。只要排除干扰的方法得当,就可以设计出正确的实验方案
3.物质检验的原理
(1)依据物质的特殊性质进行检验。如物质的颜色、气味、溶解性等。
(2)依据物质间反应时所产生的特殊的反应现象。即所选的试剂和被检验的物质在发生化学反应时,必须能够产生下列现象中的一种:①变色;②放出气体(通常指产生气体的气味或在溶液中反应时产生的气泡);③生成沉淀等。
4.物质检验的方法
(1)物理方法:依据物理性质,如颜色、气味、溶解性、磁性等,通过观察、实验分析、判断,得出结论。
(2)化学方法:利用物质的特殊化学性质及反应时产生的特征现象。即所选的试剂与被检验的物质反应时要有明显实验现象(如放出气体、生成沉淀或颜色改变),通过观察、分析,得出结论。
5.常见离子的检验.
离子
检验方法
Cl-、Br-、I-
与稀HNO3酸化的AgNO3溶液反应,若产生白色、浅黄色或者黄色沉淀,则有Cl-、Br-或者I-
SO
先加稀HCl酸化,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO
Fe3+
①滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则有Fe3+;②滴加苯酚溶液,若溶液变紫色,则有Fe3+;③滴加NaOH溶液,若立即产生红褐色沉淀,则有Fe3+
Fe2+
①先加KSCN溶液,无明显现象,再通入Cl2,若溶液变红色,则有Fe2+;②滴加NaOH溶液,若产生白色沉淀,且白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,则有Fe2+;③滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则有Fe2+
NH
先加足量的NaOH溶液,再加热,①用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝色,则有NH;②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若产生白烟,则有NH
Na+、K+
做焰色反应实验,若火焰为黄色,则有Na+;透过蓝色钴玻璃观察,火焰为浅紫色,则有K+
二、常见气体和有机物的检验
1.常见气体的检验
气体
检验特征性质
注意事项
CO
在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
产物只有二氧化碳
CO2
能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭
应注意区别,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭
CH4
在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯的内壁有水雾生成,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
产物有二氧化碳和水
H2
纯净的H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯的内壁有水雾生成
产物只有水
CH2===CH2
在空气中燃烧火焰明亮,有黑烟,可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
—
O2
使带火星的木条复燃
—
Cl2
黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
Cl2有毒,注意闻气味的方法
NO
无色气体,接触空气时立即变为红棕色
—
NO2
红棕色,有刺激性气味,通入水中生成无色溶液并产生无色气体,水溶液显酸性
NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成,而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成
SO2
无色,有刺激性气味;能使品红溶液褪色,加热后恢复红色;能使酸性KMnO4溶液褪色;能使溴水褪色;能使澄清石灰水变浑浊
CO2也能使澄清石灰水变浑浊;SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同
HCl
无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成
HCl极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
NH3
无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟
NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
2.常见有机物的检验
(1)常用的检验有机物的试剂
有机物的性质主要是由其官能团决定的,有机物的检验,主要是官能团的检验,常用的试剂有:
①酸性KMnO4溶液:含碳碳双键或碳碳三键的有机化合物、苯的同系物、醇、苯酚、醛、甲酸、甲酸的酯或盐、葡萄糖、麦芽糖等皆可使之褪色。
②溴水:含碳碳双键或碳碳三键的有机化合物、酚、醛、甲酸、甲酸的酯或盐、葡萄糖与溴水反应使溴水褪色;苯的同系物、四氯化碳等可萃取溴水中的溴,使溴水褪色。
③银氨溶液:含醛基的有机物皆可发生银镜反应(注意发生反应和形成银镜的条件)。
④新制的Cu(OH)2(碱性):a.含醛基的物质与其混合加热煮沸生成砖红色沉淀;b.羧酸可使其溶解得蓝色溶液;c.多羟基化合物(丙三醇、葡萄糖等)使之溶解得绛蓝色溶液。
⑤FeCl3溶液遇苯酚显紫色;蛋白质(含苯环)与浓硝酸作用变黄色(颜色反应);淀粉与I2作用显蓝色。
(2)常见有机物的检验
①苯:能与液溴、铁屑反应,产生HBr,形成白雾。能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应,生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大于1 g·cm-3)难溶于水的硝基苯。
②甲苯:取两份甲苯,一份滴入溴水,振荡后上层呈橙色;另一份滴入酸性KMnO4溶液,振荡,紫色褪去。
③卤代烷:与NaOH溶液(或NaOH的醇溶液)共热后,先用硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀的为氯代烷,产生淡黄色沉淀的为溴代烷,产生黄色沉淀的为碘代烷。
④乙醇:加入金属钠,有气泡产生;与乙酸、浓硫酸共热产生果香味。
⑤苯酚:滴加过量的浓溴水,有白色沉淀;或滴加少量FeCl3溶液,溶液呈紫色。
⑥乙醛或葡萄糖:加入银氨溶液,水浴加热,产生银镜;或加入新制的Cu(OH)2加热至沸腾,有砖红色沉淀生成。
⑦乙酸:使石蕊溶液变红;或加入Na2CO3或NaHCO3溶液有气泡产生;或加入新制的Cu(OH)2溶解得蓝色溶液;或与乙醇、浓硫酸共热,产生果香味。
⑧乙酸乙酯:加入滴有酚酞的NaOH溶液加热,红色变浅或消失。
⑨淀粉:滴加碘水,呈蓝色。
⑩蛋白质:灼烧,有烧焦羽毛气味;或加入浓硝酸微热,出现黄色。
(3)检验与鉴别有机物的四种主要方法
①检验有机物溶解性:通常是加水检查、观察是否能溶于水。例如:用此法可以鉴别乙酸与乙酸乙酯、乙醇与氯乙烷、甘油与油脂等。
②检查液态有机物的密度:观察不溶于水的有机物在水中浮沉情况,可知其密度比水的密度小还是大。例如,用此法可以鉴别硝基苯与苯、四氯化碳与1-氯丁烷。
③检查有机物燃烧情况:如观察是否可燃(大部分有机物可燃,四氯化碳和少数有机物不可燃)、燃烧时黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,己烯和苯,聚乙烯和聚苯乙烯)、燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯和蛋白质)。
④检查有机物的官能团:结构决定性质,官能团体现结构,选取典型试剂检验对应的官能团是有机物检验的关键。
【知识理解提点】
物质检验的答题要领:
1.不用原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若用原瓶操作,会污染原瓶中的试剂。要有“各取少许”字样。
2.不“指名道姓”:结论的得出,来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,应该叙述为“若……(现象),则证明有……”,叙述时不可出现“取某某物质加入某某试剂……”的字样,一般回答顺序为:各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明气体是CO2。( )
(2)葡萄糖溶液和乙酸可用新制氢氧化铜鉴别。( )
(3)植物油和矿物油可用热的饱和碳酸钠溶液鉴别。( )
(4)甲苯和乙醇可用酸性高锰酸钾溶液鉴别。( )
(5)乙醇、苯、四氯化碳既可用燃烧法鉴别,又可用水鉴别。( )
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 溶液中离子的检验
例3.(2022·天津和平区高一模)下列关于离子检验的说法不正确的是
A.取某盐溶液加入浓NaOH溶液,加热,产生的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该溶液中含有NH4+
B.取某溶液滴加KSCN溶液,无明显现象,滴加氯水,溶液变红色,该溶液中含有Fe2+
C.取某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定含有SO42−
D.取某无色溶液通入Cl2,再加入CCl4,振荡,静置,下层呈紫色,该溶液中一定含有I−
【跟踪演练】
3.下列关于物质检验的说法正确的是
A.为排除其他离子的干扰,检验SO42−时应先向样品溶液中滴加HNO3进行酸化
B.将某固体样品和消石灰在研钵中研磨时产生刺激性气味的气体,则样品中含有NH4+
C.向某溶液中滴加AgNO3溶液时生成白色沉淀,则溶液中含有Cl-
D.某布料在点燃时产生烧焦羽毛的气味,则该布料为棉麻制品
必备知识点4物质的鉴别和推断
1.概念:鉴别是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认。
2.物质鉴别的思路
(1)鉴别主要是寻找各物质的特殊现象,包括颜色、状态、气味、反应情况等。
(2)如果要加入试剂进行鉴别,一定要先取样,不能直接对样品进行鉴别。
(3)选用鉴别方法时先简单后复杂,先考虑物理方法后化学方法。
3.物质鉴别的原则
操作简便
能用物理方法鉴别的不用化学方法,能用一种试剂鉴别的不用多种试剂
现象明显
使待鉴别的物质之间的现象对比度较大
防止干扰
区别Cl-和SO时,只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液
4.物质鉴别的一般类型和方法
分类
鉴别方法
不用试剂
①先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后再利用它或它们去鉴别其他几种物质
②若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或焰色反应等方法鉴别出一种或几种物质
③若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合或相互滴加,记录反应现象,分析确定
只用一种试剂
①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、颜色等,初步将被鉴别物质确定或分组
②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂
③可考虑用已检出的物质为试剂做后续鉴别
任选或限选试剂
此类题目不限制所加试剂的种类或在指定范围内选择试剂,可有多种解法,题目考查的形式往往是从众多的鉴别方案中选择最佳方案,其要求是操作步骤简单,试剂选用最少,现象最明显
3.推断
1)推断是通过已知实验事实,根据性质分析推理出物质的组成、结构或名称。
2)推断与鉴别、鉴定的区别在于:鉴别、鉴定中的每一步都靠自己设计,可以尽自己的长处选比较熟悉的知识;推断则不然,条件已给出,虽只回答结论,但环上套环,答题者必须根据题设的用意回答问题,往往思考难度大。
【知识理解提点】
解答离子推断题的四大原则:
1.肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-)。
2.互斥性原则:在定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子存在(要注意题目中的隐含条件如酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生氢气、水的电离情况等)。
3.电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正、负电荷总数相等(利用这原则可确定一些隐含的离子),比如本题中Na+的确定。
4.进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
【惑点辨析】
物质分离仪器的使用及注意事项(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。( )
(2)蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处。( )
(3)蒸馏中,冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出。( )
(4)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。( )
(5)分液时要先打开分液漏斗上口的塞子,再将下层液体缓缓放入下面的烧杯中。( )
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 物质的鉴别
例4.(2022·上海杨浦区·高三二模)不能鉴别黄色的溴水和Fe2(SO4)3溶液的是
A.NaOH溶液 B.CCl4 C.AgNO3溶液 D.淀粉KI试纸
【答案】D
【跟踪演练】
4.(2022·新疆高三一模)下列由实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
用小试管收集气体A做爆鸣实验,发现有爆鸣声
A一定是
B
某气体充入澄清石灰水中,有白色沉淀
气体一定是
C
对某溶液做焰色试验时,观察到黄色火焰
溶液中弈定含有,一定不含有
D
铁片投入到浓硫酸中,无现象
铁因钝化表面生成了氧化物保护膜
A.A B.B C.C D.D
【基础例析】 物质或离子的推断
例5.(2020·浙江衢州市·十二校联考)40mLX溶液中可能含有下列离子中的若干种:Na+、NH、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cl-、SO。现对X溶液进行如图所示的实验,其现象和结果如图:
下列说法正确的是( )
A.X溶液中一定含有Mg2+、Al3+、Cl-,不含有Na+和NH
B.X溶液中一定含有Na+、Mg2+、,可能含有Al3+
C.X溶液中一定含有Mg2+,且c(Mg2+)为0.50mol•L-1
D.X溶液中c(Na+)为1.50mol•L-1,c(Al3+)为0.50mol•L-1
【跟踪演练】
5.(2022·浙江高三月考)某固体混合物X,含有Na2CO3、Na2SO3、Fe、Fe2O3、NaHSO4、BaCl2中的几种,进行如下实验:
①X与足量蒸馏水反应,得到沉淀A、溶液A和a mL气体A,气体A通入酸性高锰酸钾溶液中得到b mL气体B,a>b(气体体积均在常温常压下测定);
②溶液A与NaOH溶液反应,得到白色沉淀B,很快颜色变深。
下列说法正确的是( )
A.气体B一定是CO2
B.固体A可能含BaCO3
C.该固体混合物一定含Fe和Na2SO3、NaHSO4、BaCl2
D.白色沉淀B可能是混合物
【高考应用】
高频考点1分离、提纯在工艺流程题中的应用
工艺流程是将矿石、废料、炉渣通过化学反应和化学方法,除去杂质,提纯得到所需要的物质。这就要用到常用的分离、提纯、除杂等方法。
【高考实例】
例1.(2021·全国乙卷真题)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表
金属离子
开始沉淀的
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全的
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,、几乎不发生反应,、、、转化为相应的硫酸盐,写出转化为的化学方程式_______。
(2)“水浸”后“滤液”的约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6,依次析出的金属离子是_______。
(3)“母液①"中浓度为_______。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,水解析出沉淀,该反应的离子方程式是_______。
(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得_______,循环利用。
【考点演练】
1.(2020年新课标Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成,同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________,以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中,转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________。
高频考点2分离、提纯、除杂在表格题中的应用
1.分离、提纯、除杂的操作方法
2.分离、提纯、除杂选用适当的试剂
3.分离、提纯、除杂选用恰当的仪器
【高考实例】
例2..杂质的方法中,不能实现目的的是
气体(杂质)
方法
A
SO2(H2S)
通过酸性高锰酸钾溶液
B
Cl2(HCl)
通过饱和的食盐水
C
N2(O2)
通过灼热的铜丝网
D
NO(NO2)
通过氢氧化钠溶液
【考点演练】
2.(2019·上海高考试题)下列物质分离(括号内的物质为杂质)的方法错误的是( )
A.硝基苯(苯)--蒸馏
B.乙烯(SO2)--氢氧化钠溶液
C.己烷(己烯)--溴水,分液
D.乙酸乙酯(乙醇)--碳酸钠溶液,分液
高频考点3物质和离子的推断
几种物质混在一起,通过实验现象,推断其成份。
【高考实例】
例3.(2022年普通高等学校招生全国统一考试(全国乙卷))某白色粉末样品,可能含有、、和。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是
A. B. C. D.
【考点演练】
3.(2020·全国高考试题)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成,进行如下实验:① 混合物溶于水,得到澄清透明溶液;② 做焰色反应,通过钴玻璃可观察到紫色;③ 向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为
A.KCl、NaCl B.KCl、MgSO4
C.KCl、CaCO3 D.MgSO4、NaCl
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