2020版高考一轮复习化学通用版学案：第十章第4课时　实验方法（2）——物质的检验与鉴别

第4课时　实验方法(2)——物质的检验与鉴别 考点一　物质的检验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。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2．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SONa＋、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＋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NHFe2＋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＋ 1．离子检验中的常见干扰因素以及排除措施待检离子干扰离子排干扰措施Cl－SO加过量的Ba(NO3)2溶液CO加稀硝酸酸化OH－SOCO加盐酸酸化SOAg＋SOCO加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中COSO加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中 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。[考法精析]考法一　溶液中离子的检验[典例1]　向4支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是(　　)选项操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液呈紫色原溶液中有I－C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液有Na＋、无K＋D滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH [解析]　原溶液滴入BaCl2溶液有白色沉淀，此溶液可能含有SO、CO、SO、Ag＋等(相应生成物均是白色沉淀)，故A项错误。振荡、静置，CCl4萃取了I2(氯水氧化I－生成I2)分成两层，CCl4在下层且因溶解I2而呈紫色，故B项正确。蘸取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，原溶液一定有Na＋，但K＋可能有也可能无，故C项错误。滴加稀NaOH溶液后还须加热，若不加热即使原溶液含有NH也可能没有NH3生成，不会使试纸变蓝，故D项错误。[答案]　B[备考方略]　无色溶液中离子检验的一般思路考法二　常见气体的检验[典例2]　将液体Y滴加到盛有固体X的试管中，并在试管口对生成的气体进行检验。下表中固体X、液体Y及检测方法对应关系错误的是(　　)选项固体X液体Y检测方法ACaO浓氨水蘸有浓盐酸的玻璃棒BCu浓硫酸干燥的红色石蕊试纸CNa2O2水带火星的木条DNa2CO3稀硫酸滴有澄清石灰水的玻璃片 [解析]　A项，浓氨水滴加到生石灰上产生氨气，可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒来检验氨气，正确；B项，铜和浓硫酸反应需加热，产生的二氧化硫气体遇石蕊溶液变红色或使湿润的蓝色石蕊试纸变红色，错误；C项，过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠，氧气能使带火星的木条复燃，正确；D项，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，在滴有澄清石灰水的玻璃片上有浑浊现象，正确。[答案]　B[备考方略]　气体物质检验的思路由于气态物质贮存困难，使用时易扩散，故检验时要尽可能利用其物理性质；若利用化学性质，则先考虑使用试纸。一般按下列顺序进行检验：观察颜色法红棕色：NO2黄绿色：Cl2在空气中形成白雾：HCl在空气中由无色变为红棕色：NO试纸检测法湿润红色石蕊试纸变蓝：NH3湿润醋酸铅试纸变黑：H2S湿润品红试纸褪色：SO2点燃法使带火星的木条复燃：O2产生轻微爆鸣声：H2等通入澄清石灰水法变浑浊：CO2无现象：N2等 考法三　固体物质的检验[典例3]　取某固体样品，进行如下实验：①取一定量的样品，加足量水充分溶解，过滤得到滤液和滤渣；②取少量滤液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生；③取少量滤渣，加入稀盐酸，滤渣全部溶解，同时有气体产生。根据上述实验现象，该固体样品的成分可能是(　　)A．K2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3B．Na2CO3、AgNO3、KNO3C．K2CO3、NaCl、Ba(NO3)2D．KNO3、MgCl2、NaOH[解析]　K2SO4、Ba(OH)2、Na2CO3三者能够反应生成硫酸钡和碳酸钡沉淀，硫酸钡不溶于稀盐酸，不符合③，故A错误；Na2CO3、AgNO3、KNO3三者能够反应生成碳酸银沉淀，碳酸银与稀盐酸反应会生成氯化银沉淀，不符合③，故B错误；K2CO3、NaCl、Ba(NO3)2三者能够反应生成碳酸钡沉淀，滤液中可能含有碳酸根离子，加入氯化钡溶液生成白色沉淀，滤渣碳酸钡能够与稀盐酸反应放出二氧化碳并溶解，符合题述实验过程，故C正确；KNO3、MgCl2、NaOH三者能够反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁与稀盐酸反应没有气体放出，不符合③，故D错误。[答案]　C[备考方略]　固体物质检验的答题思路[综合训练]1．关于某无色溶液中所含离子的鉴别，下列判断正确的是(　　)A．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不溶解时，可确定有Cl－存在B．通入Cl2后，溶液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，可确定有I－存在C．加入Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸后沉淀不溶解时，可确定有SO存在D．加入稀盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，可确定有CO存在解析：选B　Cl－、SO均能与Ag＋形成不溶于稀盐酸的白色沉淀，A错误；I2遇淀粉变蓝，通入Cl2后，溶液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，则溶液中有I－存在，B正确；SO与Ba(NO3)2反应生成BaSO3沉淀，加入稀盐酸后在H＋、NO的作用下BaSO3可转化为BaSO4沉淀，C错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2，原溶液中可能存在的离子是CO、HCO、SO或HSO，D错误。2．根据下列实验事实得出的结论正确的是(　　)A．气体品红溶液褪色；结论：原气体一定是SO2B．气体气体白色沉淀；结论：原气体一定是烃C．某溶液冒白雾白烟；结论：原溶液一定是浓盐酸D．某有色溶液蓝色；结论：原溶液中一定含有I2解析：选D　A项中O3、Cl2、NO2等都能使品红溶液褪色；B项中H2S、CxHy、HCHO都可出现此现象；C项中浓HNO3也有此现象。考点二　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 3．物质鉴别的方法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 [考法精析]考法一　不用任何试剂鉴别多种物质[典例1]　下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是(　　)①KOH、Na2SO4、AlCl3　②NaHCO3、Ba(OH)2、H2SO4③HCl、NaAlO2、NaHSO4　④Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2A．①②　　　　　　　  　B．②③C．①③④   D．①②④[解析]　①中Na2SO4溶液与另两种溶液相互滴加无明显现象，KOH溶液和AlCl3溶液相互滴加现象不同：KOH溶液逐滴加入AlCl3溶液中立刻产生沉淀，而AlCl3溶液滴入KOH溶液中一段时间后才出现大量沉淀，可以鉴别。②相互滴加能产生两种白色沉淀的是Ba(OH)2溶液，向产生的两种沉淀中分别滴加NaHCO3溶液或H2SO4溶液，能使一种沉淀放出气体的是H2SO4溶液，可以鉴别。③和④相互滴加时无法鉴别。[答案]　A [备考方略]　不用试剂鉴别时可考虑6种方法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 考法二　外加试剂鉴别多种物质[典例2]　下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是(　　)A．Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液)B．NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2SO4溶液)C．NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液)D．(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液)[解析]　A项，分别滴入FeCl3溶液，有红褐色沉淀的是Ba(OH)2溶液，呈血红色的是KSCN溶液，将Ba(OH)2溶液滴入另2种溶液，有白色沉淀的是Mg(NO3)2溶液，无现象的是NaCl溶液。B项，分别滴入H2SO4溶液，有气泡但无气味的是NaHCO3溶液，有刺激性气味的是(NH4)2SO3溶液，有白色沉淀的是Na2SiO3溶液，无现象的是NaNO3溶液。C项，分别滴入AgNO3溶液，K2CO3溶液和CaCl2溶液均有白色沉淀生成，故无法鉴别。D项，分别滴入KOH溶液并加热，产生现象分别是：刺激性气味、无现象、蓝色沉淀、白色沉淀，故可鉴别。[答案]　C[综合训练]1．下列实验可实现鉴别目的的是(　　)A．用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2B．用湿润KI­淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2C．用CO2鉴别NaAlO2溶液和CH3COONa溶液D．用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液解析：选C　SO2、SO3(g)均能与KOH溶液反应，都没有明显现象，A项错误。Br2(g)、NO2都是红棕色气体且有强氧化性，都能氧化KI而生成I2，使淀粉显蓝色，B项错误。偏铝酸的酸性弱于碳酸，CO2通入NaAlO2溶液中生成Al(OH)3沉淀，醋酸酸性强于碳酸，CO2通入CH3COONa溶液无现象，C项正确。BaCl2溶液和AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀，BaCl2溶液和K2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀，现象相同不能鉴别，D项错误。2．能将分别含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋、NH、Na＋的七种溶液一次性鉴别出来的试剂是(　　)A．NaHCO3溶液   B．NaOH溶液C．KSCN溶液   D．氨水解析：选B　NaHCO3溶液不能将Al3＋、Mg2＋鉴别出来，也不能将NH、Na＋鉴别出来，A项错误；Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋、NH、Na＋与NaOH溶液反应的现象分别为生成蓝色沉淀、生成红褐色沉淀、先生成白色沉淀后沉淀消失、先生成白色沉淀后沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色、生成白色沉淀、生成有刺激性气味的气体(加热条件下)、无明显现象，每种离子与NaOH溶液反应的现象都不同，B项正确；KSCN溶液只能将Fe3＋鉴别出来，C项错误；NH3·H2O分别与Mg2＋、Al3＋反应均生成白色沉淀，NH3·H2O与NH、Na＋混合无现象，不能鉴别，D项错误。