高考化学课时基础知识点复习教学案28 专题二十四 物质的检验分离和提纯 考点一 物质的检验

专题二十四物质的检验、分离和提纯考纲展示命题探究eq\a\vs4\al(考点一物质的检验)物质的检验物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。鉴定：通常是指对于某一种物质的定性检验，根据物质的化学特性，分别检出阳离子、阴离子。鉴别：通常是指对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性区别于另一种，也可根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别。推断：是通过已知实验事实，根据性质分析推导出被检验物质的组成和名称。(1)鉴别的常用方法鉴别方法适用范围、原理举例物理方法观察法观察被鉴别物质的状态、颜色等如CuCl2、FeCl3与NaCl溶液；O2与Cl2等嗅试法判断气体或有挥发性物质的不同气味(有毒气体禁用)如NH3与O2等水溶法观察被鉴别物质在水中的溶解情况如Na2CO3与CaCO3加热法主要用于易升华的物质如鉴别碘或萘焰色反应法常用于鉴别金属或金属离子如钾盐、钠盐的鉴别续表鉴别方法适用范围、原理举例化学方法加热法常用于易分解的物质如含HCOeq\o\al(－,3)、NHeq\o\al(＋,4)的盐类；难溶性碱；结晶水合物等显色法主要用于某些在特定试剂中显示特殊颜色的离子如用石蕊、酚酞溶液检验溶液的酸碱性；Fe3＋遇SCN－呈红色等水溶法常用于加水后有特殊现象的物质如无水CuSO4加水变蓝色，CaC2加水产生气体等点燃法主要用于鉴别有助燃性或可燃性的物质如H2S燃烧发出淡蓝色火焰，H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰指定试剂法主要根据待鉴别物质性质的差异来选择合适试剂如(NH4)2SO4、Na2SO4、NH4Cl、NaCl四种无色溶液，可选择Ba(OH)2溶液和加热来鉴别学霸巧学卡鉴定和鉴别物质的两点注意事项(1)不能原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂污染，“别而无用”，所以要有“各取少许”字样。(2)不能“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，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。(2)常见气体的检验气体检验方法及现象化学方程式注意事项H2纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，与空气混合后点燃有爆鸣声，生成物只有水，能使无水CuSO4变蓝2H2＋O2eq\o(=,\s\up15(点燃))2H2O5H2O＋CuSO4=CuSO4·5H2O(蓝色)CH4、CO等在空气中燃烧也发出淡蓝色火焰。不是只有氢气才产生爆鸣声O2可使带火星的木条复燃C＋O2eq\o(=,\s\up15(点燃))CO2—Cl2黄绿色，能使湿润的碘化钾－淀粉试纸变蓝(O3、NO2等也能使湿润的碘化钾－淀粉试纸变蓝)Cl2＋2KI=2KCl＋I2Cl2有毒，注意闻气味的方法HCl无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成HCl＋NH3=NH4ClHCl＋AgNO3=AgCl↓＋HNO3HCl极易溶于水，做相关实验时应防倒吸SO2无色有刺激性气味的气体。①能使品红溶液褪色，加热后又显红色。②能使酸性高锰酸钾溶液褪色。③能使澄清石灰水变浑浊SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O2KMnO4＋5SO2＋2H2O=2MnSO4＋K2SO4＋H2SO4CO2也能使澄清石灰水变浑浊，应注意区别H2S无色有臭鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4—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·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3＋HCl=NH4ClNH3极易溶于水，做相关实验应防倒吸NO2红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性3NO2＋H2O=2HNO3＋NONO2的颜色与溴蒸汽相近但NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成NO无色气体，在空气中立即变成红棕色2NO＋O2=2NO2—CO2能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OSO2也能使澄清石灰水变浑浊，N2也能使燃着的木条熄灭CO可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2；能使灼热的CuO由黑色变成红色CuO＋COeq\o(=,\s\up15(△))Cu＋CO2H2也可还原CuO应注意区别CH4无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成H2O和CO2；不能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色CH4＋3O2eq\o(=,\s\up15(点燃))CO2＋2H2OH2在空气中燃烧也是淡蓝色火焰C2H4无色气体，可燃，燃烧时有明亮的火焰和黑烟，生成H2O和CO2。能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色CH2=CH2eq\o(→,\s\up15(KMnO4H＋))CO2CH2=CH2＋Br2→CH2BrCH2Br乙烯使KMnO4(H＋)、溴水褪色的原理不同C2H2无色无臭气体，可燃，燃烧时有明亮的火焰和浓烟，生成H2O和CO2，能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色HC≡CH＋2Br2→CHBr2CHBr2乙炔分别使KMnO4(H＋)溴水褪色的原理不同(3)常见阳离子的检验常见阳离子试剂或方法主要实验现象离子方程式及说明注意事项Ba2＋稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液先加稀盐酸，不产生沉淀，然后加稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液生成白色沉淀Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓(白色)Ag＋有干扰Mg2＋NaOH溶液生成白色沉淀，NaOH过量时沉淀不溶解Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(白色)NaOH过量时沉淀不溶解可排除Al3＋干扰Al3＋NaOH溶液或氨水加氨水或适量NaOH溶液，有絮状白色沉淀生成，沉淀能溶于NaOH溶液，但不溶于氨水Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(白色)Al(OH)3↓＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O逐滴加入至过量Ag＋稀盐酸或氯化物溶液，稀硝酸生成白色沉淀，不溶于稀硝酸Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色)—NHeq\o\al(＋,4)NaOH溶液加NaOH溶液，加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3↑＋H2O一定要加热Na＋焰色反应火焰呈黄色焰色反应属于物理现象K＋要透过蓝色钴玻璃片观察K＋火焰呈紫色Fe3＋(黄色)NaOH溶液生成红褐色沉淀Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(红褐色)Fe(SCN)3为络合物KSCN溶液溶液呈红色Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(红色)Fe2＋(浅绿色)NaOH溶液加NaOH溶液生成白色沉淀，在空气中迅速变为灰绿色，最后变为红褐色Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3↓(红褐色)检验Fe2＋，一定要先加入KSCN溶液，后加入新制氯水，注意试剂顺序不能颠倒KSCN溶液，新制氯水加KSCN溶液，无明显现象，加新制氯水后溶液呈红色2Fe2＋＋Cl2=2Cl－＋2Fe3＋Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(红色)H＋紫色石蕊溶液变红色H＋表现酸性—甲基橙溶液变红色pH试纸变红色—锌粒生成无色气体Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑Cu2＋NaOH溶液加NaOH溶液，有蓝色沉淀生成，若加热则沉淀变黑Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓(蓝色)Cu(OH)2eq\o(=,\s\up15(△))CuO(黑色)＋H2O注意Cu2＋水溶液颜色为蓝色H2S(或Na2S溶液)生成黑色沉淀Cu2＋＋H2S=2H＋＋CuS↓(黑色)(4)常见阴离子的检验常见阴离子试剂或方法主要实验现象离子方程式及说明Cl－硝酸银溶液与稀HNO3白色沉淀，不溶于稀硝酸Cl－＋Ag＋=AgCl↓(白色)Br－硝酸银溶液与稀HNO3浅黄色沉淀，不溶于稀硝酸Ag＋＋Br－=AgBr↓氯水和四氯化碳溶液分层，下层为橙红色Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－I－硝酸银溶液与稀HNO3黄色沉淀，不溶于稀硝酸Ag＋＋I－=AgI↓氯水和四氯化碳溶液分层，下层为紫色Cl2＋2I－=I2＋2Cl－氯水和淀粉溶液淀粉溶液变成蓝色Cl2＋2I－=I2＋2Cl－SOeq\o\al(2－,4)盐酸和氯化钡溶液白色沉淀，不溶于酸Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓SOeq\o\al(2－,3)先加氯化钡溶液，再加稀盐酸，生成的气体通入品红溶液先沉淀，后溶解，品红溶液褪色Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=BaSO3↓COeq\o\al(2－,3)先加氯化钡溶液，再加稀盐酸，生成的气体通入澄清石灰水先沉淀，后溶解，产生无色无味气体，澄清石灰水变浑浊Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋H2O＋CO2↑HCOeq\o\al(－,3)不沉淀，澄清石灰水变浑浊HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑OH－紫色石蕊试液变蓝色—无色酚酞试液变红色—NOeq\o\al(－,3)浓硫酸、铜片放出红棕色气体Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2OSiOeq\o\al(2－,3)稀HCl产生白色胶状沉淀2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓AlOeq\o\al(－,2)稀HCl先生成白色沉淀，后溶解AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O学霸巧学卡(1)许多阴离子的检验通常需要转化为沉淀、气体，所以要熟悉重要气体的颜色、气味，沉淀的颜色、溶解性等。(2)不同的阴离子与同一溶液反应可能产生相同的实验现象，如Ag＋与Cl－、SOeq\o\al(2－,4)；Ba2＋与COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)；HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)与Ba(OH)2溶液等，所以要注意结论的不唯一性。(5)常见的有机物检验试剂常用试剂现象被检有机物酸性高锰酸钾溶液褪色烯烃、炔烃等不饱和烃及其衍生物；苯的同系物；含有羟基或醛基的有机物，如醇、醛、酚、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等续表常用试剂现象被检有机物溴水因反应而褪色烯烃、炔烃等不饱和烃及其衍生物因萃取而褪色比水重的有CCl4、CS2、氯仿、溴苯等；比水轻的有液态饱和烃、苯及其同系物、液态饱和酯等因反应而生成白色沉淀苯酚(过量浓溴水)银氨溶液有银镜生成含有醛基的有机物，如醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等续表常用试剂现象被检有机物新制的Cu(OH)2悬浊液红色沉淀含有醛基的有机物、如醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等蓝色溶液含羧基的有机物，如羧酸等FeCl3溶液变为紫色苯酚及其衍生物钠有气体生成含有羟基或羧基的有机物，如醇、羧酸等NaHCO3或Na2CO3溶液有气体生成含有羧基的有机物，如羧酸等碘水变蓝淀粉浓硝酸变黄含有苯环的蛋白质学霸巧学卡(1)除常用试剂法检验有机物外还可通过有机物的溶解性、密度、燃烧情况进行检验。(2)有些官能团之间相互干扰，如含有不饱和键、羟基、醛基的有机物都能使酸性KMnO4溶液褪色，在检验含有这些官能团的有机物时，要注意选择合适的试剂。(3)注意利用有机物的一些物理性质(主要是溶解性和密度)进行检验，同时注意一些反应的条件控制和现象表述。1.思维辨析(1)只滴加氨水，可以鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液。()(2)用可见光束照射以区别溶液和胶体。()(3)用重结晶法除去KNO3中混有的NaCl。()(4)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI。()(5)用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出。()(6)某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－。()答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×2．下列鉴别方法可行的是()A．用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋和Ag＋B．用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl－、SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)C．用核磁共振氢谱鉴别1­溴丙烷和2­溴丙烷D．用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CH=CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO答案C解析Al3＋和Mg2＋与氨水反应都只生成沉淀，不溶解，无法鉴别，故A错；SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)与Ba(NO3)2反应都生成白色沉淀，无法鉴别，故B错；1­溴丙烷有三种等效氢，其核磁共振谱有三个峰，而2­溴丙烷有两种等效氢原子，其核磁共振谱有两个峰，故可鉴别，C正确；碳碳双键、醛基都能被酸性KMnO4氧化，KMnO4溶液都褪色，故无法鉴别。[考法综述]高考对本考点的考查主要是物质的检验，未知物的检验就是利用物质(或离子)的检验方法，根据实验现象检验未知物是(或含有)什么，或可能是(或可能含有)什么，考生应熟练掌握常见物质的检验方法。命题法1离子的检验与推断典例1向四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SOeq\o\al(2－,4)B滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有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中有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NHeq\o\al(＋,4)[解析]能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀的除了SOeq\o\al(2－,4)以外，还可以是SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)和Ag＋等，A不正确；CCl4的密度大于水的，而单质碘易溶于有机溶剂中，溶液显紫色说明有单质碘生成，所以原溶液中的I－被氯水氧化成单质碘，B正确；因为在观察钾元素的焰色反应时，需要透过蓝色的钴玻璃滤去黄光，而在实验中并没有透过蓝色的钴玻璃观察，所以不能排除K＋，C不正确；由于氨气极易溶于水，因此如果铵盐和强碱在稀溶液中反应且不加热时，产生的氨气不会挥发出来，红色石蕊试纸就不会变蓝色，D不正确。[答案]B【解题法】离子检验和推断的方法与原则(1)检验离子的“四种方法”①生成气体，如NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)的检验。②生成沉淀，如Cl－、SOeq\o\al(2－,4)的检验。③显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检验。④焰色反应：金属或金属离子的检验。(2)离子推断题的解题原则①互斥性原则。利用题给条件判断出一定存在某种离子时，可将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有哪种离子。②电中性原则。任何溶液中，阴、阳离子所带电荷总数是守恒的，即溶液呈电中性。这个隐含条件往往被忽略，从而造成漏选或错选。如题中各种阳离子一一被排除后，根据电中性原则，最后剩余的那种阳离子肯定存在；反之，阴离子亦然。③进出性原则。在进行离子检验时，往往要加入试剂，这样就会引入新的离子，原溶液中是否存在该种离子就无法判断，如加入过量BaCl2溶液时，过量的Ba2＋、Cl－将影响对原溶液中是否有Ba2＋或Cl－的判断；还有一些离子会随实验过程的变化而消失(如原溶液中的AlOeq\o\al(－,2)在酸性条件下转化为Al3＋)，可能对后续的检验产生影响。④推断结果时应从三个方面考虑：肯定存在的离子，肯定不存在的离子，不能判定存在与否的离子。并且这三个方面是相互独立的，任何一种离子只能出现一次，不能重复出现。命题法2气体的检验典例2下列有关实验操作、现象和结论正确的是()选项实验操作现象结论A将某气体通入FeCl2溶液中溶液由浅绿色变为黄色该气体中一定含有Cl2B将某气体通入品红溶液中品红溶液褪色该气体中一定含有SO2C将某气体通过灼热的CuO粉末粉末由黑变红该气体中一定含有H2D将某气体与湿润的红色石蕊试纸接触试纸变蓝色该气体中一定含有NH3[解析]A项中气体还可能是O2、O3、NO2等；B项中气体还可能是Cl2、O3等；C项中还可能是CO。[答案]D【解题法】气态物质的检验方法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，则尽可能多用试纸。一般按下列顺序进行检验：命题法3物质的鉴别典例3下列实验可实现鉴别目的的是()A．用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2B．用湿润的碘化钾－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]SO2和SO3都能与KOH溶液反应且反应现象几乎相同，不能鉴别，A项错误；Br2和NO2都能使湿润的碘化钾－淀粉试纸变蓝，B项错误；CO2通入NaAlO2溶液中出现白色沉淀，通入CH3COONa溶液中不反应，可以鉴别，C项正确；BaCl2与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀，与K2SO4溶液反应生成BaSO4白色沉淀，D项错误。[答案]C【解题法】物质鉴别的一般类型和方法分类鉴别方法不用试剂先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质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，记录混合后的反应现象，分析确定若被鉴别物质为两种时，可考虑因试剂加入的顺序不同、现象不同而进行鉴别若采用上述方法鉴别出一种物质后，可用它作试剂鉴别余下的其他物质只用先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液的酸碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别一种在鉴别多种酸、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试剂常用溴水、新制氢氧化铜悬浊液、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物任选试剂此类题目不限制所加试剂的种类，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1．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是()A．NaOH B．KMnO4C．KSCN D．答案B解析Fe2＋具有还原性，高锰酸钾溶液具有氧化性，若有Fe2＋，加入高锰酸钾溶液，二者发生氧化还原反应，选B。2．下列说法正确的是()A．为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可B．做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加C．在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知液中存在SOeq\o\al(2－,4)或SOeq\o\al(2－,3)D．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、干燥的方法答案B解析由于新制氯水具有强氧化性，所以pH试纸遇到新制氯水时将被漂白，从而无法读取相应的pH，A项错误；若忘记放沸石，在液体没有沸腾之前，可停止加热，冷却后补加沸石，B项正确；由于加入了Cl－，如果原溶液中无SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)，但存在Ag＋，也能生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，C项错误；要从含有少量KNO3的NaCl固体混合物中提纯得到NaCl，应该采用蒸发结晶的方法，而不是