高考化学一轮复习精讲精练第2讲 物质的分离和提纯(精讲)(2份打包,解析版+原卷版,可预览)
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1.宏观辨识与微观探析:能从物质的宏观特征入手对物质及其反应进行分类和表征,能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因,能描述或预测物质的性质和在一定条件下可能发生的化学变化
2.科学探究与创新意识:能对简单化学问题的解决提出可能的假设,依据假设设计实验方案。
3.科学态度与社会责任:具有理论联系实际的观念,有将化学成果应用于生产、生活的意识,能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。
【知识梳理】
知识点一 物质分离和提纯以及物质分离提纯的物理方法
(一)物质分离和提纯的区别与联系
1.混合物的分离是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异,通过一定的物理变化或化学变化将混合物分成各组分的纯净物。
2.混合物的提纯是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异,通过一定的物理变化或化学变化将混合物中的杂质除去。
分离和提纯的要求不同,设计操作步骤时一定要加以区别。
3.提纯的“四个原则”及“四个必须”
(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。
(二)物理法分离提纯物质所用装置
1.常用装置
(1)过滤
(2)蒸发
(3)萃取和分液
(4)蒸馏
(5)升华
2.创新装置
(1)过滤装置的创新——抽滤
(2)蒸馏装置的创新
(三)物质分离提纯的物理方法
1.“固+固”混合物的分离(提纯)
2.“固+液”混合物的分离(提纯)
3.“液+液”混合物的分离(提纯)
知识点二 物质分离、提纯常用的化学方法
1.常见气体的除杂方法
2.常见固体或溶液的除杂方法
3.物质分离、提纯常用的化学方法
知识点三 物质的检验
(一)物质检验的原理和方法
1.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。
2.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。
(二)物质的检验
根据物质特有的性质及反应现象,对是否存在该物质(或离子)进行确认。如CO2可用澄清石灰水来检验。
1.常见气体的检验
2.常见离子的检验
(三)物质检验中干扰因素的排查
1.离子检验中的常见干扰因素以及排除措施
2.气体检验中干扰因素的排除
气体检验干扰因素的排除方法一般是先检验出一种可能具有干扰的气体,并除去该气体,而且要确认该气体已经除尽,再检验其余气体。如在SO2存在的条件下检验CO2,可设计如下检验思路:品红溶液检验SO2→高锰酸钾溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除尽→澄清石灰水检验CO2。与此类似的还有检验实验室制取的乙烯中含有SO2等。
知识点四 物质的鉴别
根据物质的特有的性质对两种或两种以上的物质进行区分。如NaCl和KNO3两种无色溶液可以用AgNO3溶液来区分。
1.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。
2.物质鉴别的原则
3.物质鉴别的方法
【方法技巧】不用试剂鉴别时可考虑6种方法
【典例剖析】
高频考点一 考查物质分离、提纯的装置
例1、[2019浙江4月选考]下列图示表示过滤的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】该操作是分液,A不合题意;该操作是配制一定物质的量浓度溶液中定容步骤,B不合题意;该操作是过滤,C符合题意;该操作是配制一定物质的量浓度溶液中转移溶液步骤,D不合题意。
【变式探究 】(2018·江苏)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A.用装置甲灼烧碎海带
B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2
D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
【答案】B
【解析】B项,用装置乙过滤海带灰的浸泡液能达到实验目的;A项,灼烧碎海带应在坩埚中进行,不能用烧杯,装置甲不能达到实验目的;C项,用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热,装置丙不能达到实验目的;D项,吸收Cl2应用NaOH溶液,装置丁不能达到实验目的。
【举一反三】下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是( )
【答案】C
【解析】过滤是常用的物质分离方法,适用于固液分离,C项符合题意;A项和B项均为浸取,D项为溶液的转移,A项、B项、D项均不符合题意。
高频考点二 考查物质分离、提纯操作
例2、(2019·高考北京卷)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( )
【答案】B
【解析】A项,Fe粉将溶液中的Fe3+转化为Fe2+,涉及氧化还原反应;B项,Mg2+与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀,多余的NaOH用稀盐酸中和,两个反应均不涉及氧化还原反应;C项,Cl2能溶于水并与水发生氧化还原反应,不能用水除去Cl2中的HCl;D项,NO2溶于水生成HNO3和NO,涉及氧化还原反应。
【方法技巧】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。
【变式探究】下列除杂所用试剂和操作不合理的是( )
【答案】C
【解析】SO2与NaHCO3反应生成Na2SO3和CO2,从而除去SO2,A项合理;加入饱和Na2CO3溶液,BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀,B项合理;加入NaOH溶液会引入新的杂质NaCl,且CuCl2也会与NaOH反应生成Cu(OH)2沉淀,应加CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3调溶液pH除去Fe3+,C项不合理;HCl气体易溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,故可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,D项合理。
高频考点三 物质的检验
例3、[2019新课标Ⅱ] 下列实验现象与实验操作不相匹配的是 ( )
【答案】A
【解析】乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳无机小分子,则实验现象中不会出现分层,A项错误;将镁条点燃后迅速伸入集满二氧化碳的洗气瓶,发生反应为:CO2+2Mg2MgO+C,则集气瓶因反应剧烈冒有浓烟,且生成黑色颗粒碳单质,实验现象与操作匹配,B项正确;向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸,发生氧化还原反应,其离子方程式为:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O,则会有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊,实验现象与操作匹配,C项正确;向盛有氯化铁溶液的试管中加过量的铁粉,铁粉会将溶液中所有的铁离子还原为亚铁离子,使黄色逐渐消失,充分振荡后,加1滴KSCN溶液,因振荡后的溶液中无铁离子,则溶液不会变色,实验现象与操作匹配,D项正确。
【举一反三】(2018年天津卷)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中有Fe2+,但是无法证明是否有Fe3+,A错误。向C6H5ONa溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制弱酸的原则,得到碳酸的酸性强于苯酚,B正确。向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,虽然有ZnS不溶物,但是溶液中还有Na2S,加入硫酸铜溶液以后,Cu2+一定与溶液中的S2-反应得到黑色的CuS沉淀,不能证明发生了沉淀转化,C错误。向溶液中加入硝酸钡溶液,得到白色沉淀(有很多可能),再加入盐酸时,溶液中就会同时存在硝酸钡电离的硝酸根和盐酸电离的氢离子,溶液具有硝酸的强氧化性。如果上一步得到的是亚硫酸钡沉淀,此步就会被氧化为硫酸钡沉淀,依然不溶,则无法证明原溶液有硫酸根离子,D错误。
高频考点四 物质的鉴别
例4、[2019江苏] 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
【答案】C
【解析】先滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红,说明加入KSCN溶液前溶液中存在Fe3+,而此时的Fe3+是否由Fe2+氧化而来是不能确定的,所以结论中一定含有Fe2+是错误的,故A错误;黄色沉淀为AgI,说明加入AgNO3溶液优先形成AgI沉淀,AgI比AgCl更难溶,AgI与AgCl属于同种类型,则说明Ksp(AgI)
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中有Fe2+,但是无法证明是否有Fe3+,A错误。向C6H5ONa溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制弱酸的原则,得到碳酸的酸性强于苯酚,B正确。向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,虽然有ZnS不溶物,但是溶液中还有Na2S,加入硫酸铜溶液以后,Cu2+一定与溶液中的S2-反应得到黑色的CuS沉淀,不能证明发生了沉淀转化,C错误。向溶液中加入硝酸钡溶液,得到白色沉淀(有很多可能),再加入盐酸时,溶液中就会同时存在硝酸钡电离的硝酸根和盐酸电离的氢离子,溶液具有硝酸的强氧化性。如果上一步得到的是亚硫酸钡沉淀,此步就会被氧化为硫酸钡沉淀,依然不溶,则无法证明原溶液有硫酸根离子,D错误。
高频考点五 综合应用
例5、(2019·高考全国卷Ⅱ,28)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5 ℃,100 ℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:
(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是________________________。 圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒________。
(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是___________________________________________________
____________________________________________________________________。与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是________________________________________________________________________。
(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是______________
______________________________________________________________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有________(填标号)。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管
C.接收瓶 D.烧杯
(4)浓缩液加生石灰的作用是中和________________________和吸收________________________。
(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是____________________________________。
【答案】(1)增加固液接触面积,提取充分 沸石
(2)乙醇易挥发,易燃 使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高)
(3)乙醇沸点低,易浓缩 AC
(4)单宁酸 水
(5)升华
【解析】(1)实验时将茶叶研细,能增加茶叶与溶剂的接触面积,使萃取更加充分。乙醇为溶剂,为防止加热时暴沸,需在加热前向圆底烧瓶中加入几粒沸石。(2)由于溶剂乙醇具有挥发性和易燃性,因此在提取过程中不可用明火直接加热。本实验中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用,能减少溶剂用量,且萃取效率高。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂具有沸点低和易浓缩的优点。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了所给仪器外,还有直形冷凝管和接收瓶(如锥形瓶)。(4)向浓缩液中加入生石灰能中和单宁酸并吸收水分。(5)结合分离提纯咖啡因的装置及将粉状物放入蒸发皿并小火加热,咖啡因凝结在扎有小孔的滤纸上,可知该分离提纯的方法为升华。
【变式探究】氯化亚铜(CuCl)别名一氯化铜,可用作催化剂、杀菌剂、还原剂、脱色剂等。它是一种白色立方结晶或粉末;微溶于水,不溶于乙醇及稀硫酸,溶于浓盐酸。实验室可用废铜屑、浓盐酸、食盐及氧气制取CuCl。回答下列问题:
(1)甲组同学选择图1所示的装置制取氧气。
①仪器b的名称是________________________________,若b中盛放淡黄色固体,仪器a中盛放的试剂为________________________________(填化学式)。
②简述使用仪器a向仪器b中添加试剂的操作步骤:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙组同学采用图1装置制取氧气,并采用图2装置和下列步骤制备氯化亚铜。
步骤1:在三颈烧瓶中加入浓盐酸、食盐、废铜屑,加热到60~70 ℃,开动搅拌器,同时从c口缓慢通入氧气,制得NaCuCl2。
步骤2:反应完全后,冷却,用适量的水稀释,析出CuCl。
步骤3:________________________________,用无水乙醇洗涤固体。
步骤4:在60~70 ℃条件下干燥固体得到产品。
①步骤1中制取NaCuCl2的化学方程式为_______________________________________。
②步骤3需补充的实验操作是____________,析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的原因是__________________________________________________________________________________。
【答案】(1)①锥形瓶 H2O ②先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或把玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔),然后打开分液漏斗下口的活塞,缓慢滴加
(2)①4HCl(浓)+4NaCl+4Cu+O2eq \(=====,\s\up7(60~70 ℃))4NaCuCl2+2H2O
②过滤(或抽滤) 减小CuCl溶解导致的损失,且容易干燥
【解析】(1)①由装置图可知,仪器b的名称为锥形瓶。锥形瓶中盛放的淡黄色固体应为Na2O2,所以分液漏斗中盛放的试剂为水。②先打开分液漏斗上口的玻璃塞或把玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,然后打开分液漏斗下口的活塞,缓慢滴加。(2)①由反应物“废铜屑、浓盐酸、食盐及氧气”和生成物“NaCuCl2”及条件“60~70 ℃”可知,反应的化学方程式为4HCl(浓)+4NaCl+4Cu+O2eq \(=====,\s\up7(60~70 ℃))2H2O+4NaCuCl2。②固体与液体分离的操作是过滤或抽滤;因为CuCl微溶于水,不溶于乙醇,故用无水乙醇洗去固体表面的可溶性杂质,不仅能减小CuCl溶解导致的损失,而且酒精易挥发,固体易干燥。
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
玻璃棒紧靠三层滤纸处
漏斗下端紧靠烧杯内壁
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
适用范围
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:分离两种互不相溶且易分层的液体
注意事项
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CCl4,一般不用酒精作萃取剂
适用范围
分离沸点相差较大且互溶的液体混合物
注意事项
温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处
蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸
冷凝管水流方向为eq \a\vs4\al(下)口进,eq \a\vs4\al(上)口出
适用
范围
某种组分易升华的混合物,利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法
注意
事项
如NaCl固体中的I2可用该方法,但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离
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
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,可使反应物能循环利用,提高了反应物的转化率
气体(括号内为杂质)
除杂试剂
化学方程式或原理
C2H2(H2S)
CuSO4溶液
H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4
H2(NH3)
浓硫酸
NH3+H2SO4===NH4HSO4
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
CO2(HCl)
饱和NaHCO3溶液
HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2
SO2(HCl)
饱和NaHSO3溶液
HCl+NaHSO3===NaCl+H2O+SO2
CO2(SO2)
饱和NaHCO3溶液
SO2+2NaHCO3===Na2SO3+H2O+2CO2
CO2(CO)
灼热CuO
CO+CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu+CO2
CO(CO2)
NaOH浓溶液
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
N2(O2)
灼热铜网
2Cu+O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO
CH4(CH2===CH2、
CHCH)
溴水
CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
HCCH+2Br2―→CHBr2—CHBr2
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
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑
—
NaCl溶液(Na2SO4)
加适量BaCl2溶液
Na2SO4+BaCl2
===BaSO4↓+2NaCl
过滤
NaCl固体(NH4Cl)
加热
NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NH3↑+HCl↑
—
FeCl2溶液(FeCl3)
加过量铁粉
2FeCl3+Fe===3FeCl2
过滤
FeCl3溶液(FeCl2)
通Cl2
2FeCl2+Cl2===2FeCl3
—
NaHCO3溶液
(Na2CO3)
通CO2
Na2CO3+CO2+H2O
===2NaHCO3
—
Cu(NO3)2溶液(AgNO3)
加过量铜粉
2AgNO3+Cu
===Cu(NO3)2+2Ag
过滤
I2(SiO2)
加热
I2升华、冷却、凝华,得I2
—
Fe2O3
(Al2O3)
加过量
NaOH溶液
Al2O3+2NaOH
===2NaAlO2+H2O
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
根据二者的溶解度随温度的变化不同
降温
结晶
NaCl溶液
(MgCl2)
加适量
NaOH溶液
MgCl2+2NaOH===
Mg(OH)2↓+2NaCl
过滤
C(CuO)
加过量稀盐酸
CuO+2HCl===CuCl2+H2O
过滤
CuO(Fe)
磁铁
Fe能被磁铁吸引
—
CuS(FeS)
加过量稀盐酸
FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑
过滤
镁粉(铝粉)
加过量NaOH溶液
2Al+2NaOH+2H2O===
2NaAlO2+3H2↑
过滤
方法
原理
杂质成分
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
Cl-、SOeq \\al(2-,4)、COeq \\al(2-,3)及能形成弱碱的阳离子
气化法
将杂质离子转化为气体
COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、SOeq \\al(2-,3)、HSOeq \\al(-,3)、S2-、NHeq \\al(+,4)
杂转
纯法
将杂质转化为需要提纯的物质
杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)
氧化
还原法
用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质
如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用灼热的铜网除去N2中的O2
热分
解法
加热使不稳定的物质分解除去
如除去NaCl中的NH4Cl等
酸碱
溶解法
利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离
如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
电解法
利用电解原理除去杂质
含杂质的金属(M)作阳极、纯金属(M)作阴极,含M的盐溶液作电解质溶液
调pH法
加入试剂调节溶液pH使溶液中某种成分生成沉淀而分离
如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等,调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3而除去
气体
检验特征性质
注意事项
O2
使带火星的木条复燃
—
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
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
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
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
—
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
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
NO
无色气体,接触空气时立即变为红棕色
—
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
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
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
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-
SOeq \\al(2-,4)
先加稀HCl酸化,再加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SOeq \\al(2-,4)
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+
NHeq \\al(+,4)
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NHeq \\al(+,4);②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若产生白烟,则有NHeq \\al(+,4)
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+
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+
待检离子
干扰离子
排干扰措施
Cl-
SOeq \\al(2-,4)
加过量的Ba(NO3)2溶液
COeq \\al(2-,3)
加稀硝酸酸化
OH-
SOeq \\al(2-,4)
COeq \\al(2-,3)
加盐酸酸化
SOeq \\al(2-,3)
Ag+
SOeq \\al(2-,3)
COeq \\al(2-,3)
加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中
COeq \\al(2-,3)
SOeq \\al(2-,3)
加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中
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SOeq \\al(2-,4)时,只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液
物
理
方
法
观察法
抓住物质的特殊颜色、状态等差异性进行区分。如铁和铜的鉴别
气味法
抓住物质的特殊气味进行区分。如氧气和氨气的鉴别
水溶法
抓住物质的溶解性及溶解后现象的差异进行区分。如硝酸铵和氢氧化钠的鉴别
化
学
方
法
加热法
抓住物质热稳定性差异进行区分。如KClO3和KCl的鉴别
指示
剂法
抓住物质的水溶液酸、碱性的差异用酸碱指示剂、pH试纸来区分物质。如HCl、NaOH、NaCl三种无色溶液的鉴别
气体法
抓住所加试剂与待鉴别物质间反应生成气体的差异来区分。如碳酸钠和氢氧化钠的鉴别
沉淀法
抓住所加试剂与待鉴别物质间反应生成沉淀的差异来区分。如硝酸银和硝酸钾的鉴别
特征
连锁法
先鉴别出某一特征的物质(根据色、味、态、硬度、挥发性、水溶性等),再用这种物质去鉴别其他物质,进行连锁式鉴别
加热法
若待检物均无明显外观特征,可考虑用加热出现不同现象加以鉴别
焰色
反应法
利用焰色反应将待检物质的不同阳离子加以鉴别
互滴法
利用两溶液互滴现象不同加以鉴别
逐一
检出法
首先利用两种物质(或溶液)之间的特征反应鉴别出两种物质(或溶液),再利用此两种物质逐一鉴别出其他物质
简明
列表法
即两两混合,列出表格,记录反应现象,比较、分析表格的不同混合现象确定出每一种物质
A.冷水浸泡
B.加热煎制
C.箅渣取液
D.灌装保存
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀HCl
C
Cl2(HCl)
H2O、浓H2SO4
D
NO(NO2)
H2O、无水CaCl2
选项
物质(括号中为杂质)
除杂试剂
操作
A
CO2(SO2)
饱和NaHCO3溶液
洗气
B
BaCO3(BaSO4)
饱和Na2CO3溶液
搅拌、过滤
C
CuCl2(FeCl3)
NaOH溶液
过滤
D
Cl2(HCl)
饱和食盐水
洗气
实验操作
实验现象
A
向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置
溶液的紫色逐渐褪去,静置后溶液分层
B
将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶
集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
C
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸
有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊
D
向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉,充分振荡后加1滴KSCN溶液
黄色逐渐消失,加KSCN后溶液颜色不变
实验
现象
结论
A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
原溶液中有Fe2+,无Fe3+
B.向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液变浑浊
酸性:H2CO3>C6H5OH
C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
Ksp(CuS)
②再加足量盐酸
①产生白色沉淀
②仍有白色沉淀
原溶液中有SO42-
选项
实验操作和现象
结论
A
向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色
X溶液中一定含有Fe2+
B
向浓度均为0.05 ml·L−1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
Ksp(AgI)> Ksp(AgCl)
C
向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色
Br2的氧化性比I2的强
D
用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为
9,NaNO2溶液的pH约为8
HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强
实验
现象
结论
A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
原溶液中有Fe2+,无Fe3+
B.向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液变浑浊
酸性:H2CO3>C6H5OH
C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
Ksp(CuS)
②再加足量盐酸
①产生白色沉淀
②仍有白色沉淀
原溶液中有SO42-
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