物质的分离提纯的方法与操作.doc

高三化学实验专题复习 编辑:酒泉中学化学组:张国华 第 12 页 共 12 页 四 物质的分离提纯的方法与操作（一）物质的分离提纯 物质的提纯就是除杂，它指除去某物质中的杂质以提高纯度的实验操作过程，物质的分离是把混合物中的成分分离开来的实验操作过程。因此，可把分离看作是提纯方法上的延伸。1题型：提纯和分离是根据物质之间性质的差异来处理，采用的方法有：过滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、纸上层析、结晶等。2提纯的原理：主要是利用化学反应把杂质转化为气体或不溶物(有时恰好相反)而分离除去(去除法)，或把杂质转化为所需物质(转化法)，但应注意不能因加入试剂又引入新的杂质。分离提纯物质时，一般应遵循什么原则？ 不减少被提纯物质的量。即：引入试剂只能跟杂质反应。 不得引入新杂质。 用多种试剂除去多种杂质应考虑加入试剂的顺序，后续试剂应除去过量的前一试剂 杂质与外加试剂形成的物质，应易与被提纯物质相分离 试剂应常见易得，操作应简单方便。3固体或溶液的提纯方法：(1) 去除法。如：NaCl(NaBr)，NaCl(Na2SO4)(2) 转化法。如：NaHCO3(Na2CO3)，Na2CO3(NaHCO3)，FeCl2(FeCl3)，FeCl3(FeCl2)4常见气体中杂质的去除方法(1) 常见的去除气体中杂质的试剂：去除Cl2中的HCl气：用少量水或饱和食盐水；去除HCl中的Cl2气：用活性炭吸附(Cl2易液化)去除气体中H2S气：用CuSO4溶液。气体除杂装置中若有蓝色的CuSO4溶液，一定是用来除H2S气体的。去除酸性气体或卤素：用碱溶液。CO2(HCl、SO2、Cl2)，SO2(HCl)，H2S(HCl)，一般采用主要成分的酸式盐，这样既增加了主要成分的含量，又把杂质气体除去了。(不能用正盐，因为正盐会与相应的气体反应生成酸式盐)(2) 气体的干燥采用干燥剂 酸性干燥剂浓硫酸：除了不可干燥H2S(因浓硫酸有氧化性，H2S具有还原性)、NH3外，几乎都可用。P2O5粉：除NH3外几乎都可以。 碱性干燥剂固体烧碱：不能干燥酸性气体。碱石灰：不能干燥酸性气体。 中性或接近中性的干燥剂硅胶：几乎都可用。无水氯化钙：除NH3、乙醇外，几乎都可用。5除去物质中混有杂质的方法：(1) 利用生成气体的反应除去杂质如清除硫酸钠溶液中含有少量碳酸钠或其它易挥发性弱酸的钠盐杂质时，加入适量硫酸即可。Na2CO3H2SO4Na2SO4H2OCO2(2) 利用生成沉淀的方法除去杂质如ZnCl2(ZnSO4)：加适量BaCl2溶液。ZnSO4BaCl2BaSO4ZnCl2(3) 利用酸式盐与正盐的相互转化规律除去杂质Na2CO3(NaHCO3)：加热或加碱。NaHCO3(Na2CO3)：水溶液中通CO2。(4) 利用氧化还原反应除去杂质FeCl3( FeCl2)：通Cl2。2FeCl2Cl22FeCl3如果在比较活泼的金属盐溶液中含有不活泼金属组成盐的杂质时，可用置换反应。如FeSO4(CuSO4)：加铁粉，过滤得滤液。FeCuSO4FeSO4Cu(5) 利用物质的两性除去杂质FeCl3(AlCl3)：加入过量烧碱溶液，过滤得沉淀，加盐酸。(6) 除去有机物中的杂质气态混合物的提纯方法：洗气 ；装置：洗气瓶除去下列物质中的杂质（括号中的为杂质）： a.乙烷（乙烯）：溴水 （注意：高锰酸钾以及氢氧化钠的使用） b.乙炔（硫化氢）：硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液 c.甲烷（甲醛）：水（甲醛易溶于水） d.乙烷（水蒸气）：浓硫酸 或碱石灰、五氧化二磷、氯化钙 液态混合物的分离和提纯 1.分离溴水中的溴和水提纯方法：萃取分液；装置：分液漏斗（四氯化碳、苯、直馏汽油、乙酸乙酯、乙醚等） 2.分离石油中的汽油和柴油 分馏 3.从皂化反应后的混合液中分离出肥皂（高级脂肪酸钠） 盐析（NaCl） 注意：蛋白质的盐析（饱和硫酸钠溶液或硫酸铵溶液） 4.分离苯和苯酚的混合物 不能用溴水，原因：三溴苯酚易溶于苯 5.提纯下列物质（括号中的为杂质） a.溴乙烷（乙醇） 水（分液） b.苯（苯磺酸） 水或氢氧化钠（分液） c.硝基苯（硝酸） 氢氧化钠溶液（分液） d.苯（甲苯） 高锰酸钾溶液（分液） e.溴苯（溴） 氢氧化钠溶液（分液） f.乙酸乙酯（乙酸、乙醇） 饱和碳酸钠溶液（分液） g.淀粉液（氯化钠） 蒸馏水（渗析） h.乙醇（水） CaO（蒸馏） 固态混合物的分离和提纯 a. 溶解性（用适当的溶剂溶解，过滤） b. 是否升华（升华）6注意：(1) 要考虑除杂试剂的适量和过量。一般除杂加适量试剂，叙述中应加上“适量”二字。加过量试剂时还应考虑下一步要除去过量未反应的试剂，如Cl-()(食盐水中除杂，用以电解制碱)应是：Ba2+ HCl。(2) 在具体的实验过程中，还必须选择适当的仪器及进行正确的操作。例如：在溶液中除去杂质时，产生的沉淀物，必须过滤除去。如果产生气体，应该用加热的方法，使它溶解度降低，而比较彻底地将杂质除去；如果气体的提纯用某种物质吸收，吸收剂是液体时，则用洗气方法；吸收剂是固体时，则用干燥管。如果用液液萃取的方法分离杂质，则要用分液漏斗。(3) 除杂中要考虑以下“五性”：可行性：如H2S(HCl)，不能用FeS，因为FeS不易与HCl气体反应；简捷性：如KBr(I2)，用萃取不如加热；纯洁性：如CO2(H2S)，不能用浓硫酸，因为产生SO2；保质性。有序性：Cl2(HCl、H2O)，先通过饱和食盐水，后通过浓硫酸。(4) 要注意杂质极少时的除去方法与常量时的常规方法不同。除杂技巧： (1) 在一个制取气体并要除去杂质的实验装置中，若有洗气瓶装有硫酸铜溶液， 则一定是用来除去硫化氢气体的。 (2) 要分别除去一组杂质离子，且一次只除一种离子，所加试剂又必须过量时，最后的除杂试剂一定是酸，倒数第二位是可溶的碳酸盐。使用碳酸盐的好处是： 它能沉淀较多的阳离子，又容易除去(加相应的酸)。 (3) CO2气体中混有SO2或HCl气体，可通入NaHCO3溶液中，由于SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸和盐酸皆能与NaHCO3反应生成CO2，这样即除去了杂质气体，又增加了主要成分的量;同理，SO2气体中混有HCl气体，可通入NaHSO3溶液中，盐酸与NaHSO3反应产生SO2气体。(4) 干燥气体即除水蒸气，往往摆在最后，一般是用装有浓硫酸的洗气瓶或装有固体干燥剂的干燥管。例1：怎样除去CO2中的少量CO？解析：因为CO与O2反应生成CO2，有些学生会认为可向混合气中通入O2并点燃以除去CO。这种想法的错误在于：用火焰点燃混合气体时，因大量的CO2存在而使火焰熄灭，CO不能燃烧；并且还会引入O2杂质。因此，不能离开特定的情景和条件，孤立地用物质的性质去考虑除杂方法。本题的正确解法是：将混合气体通过炽热的CuO，发生的反应是：CuOCOCuCO2。另外，本题还可用逆向思维的方法，用除CO中的CO2的方法来除CO2中的CO。即：把混有少量CO的CO2混合气体通入澄清石灰水中，过滤，再向沉淀加盐酸。化学反应的原理是：CO2Ca(OH)2CaCO3H2O，Ca(OH)22HClCaCl2H2OCO2。练习：CaCl2(NaCl)如：乙烷中混有乙烯。用转化法，加H2，产率大，但条件苛刻，实验室不能进行；用去除法，通入KMnO4溶液或溴水，不能增加产率，但简易可行。又如：乙酸乙酯中混有乙酸。加乙醇、浓硫酸，加热 加水 加NaOH溶液 加Na2CO3饱和溶液 除为转化法外，其余都是去除法。条件苛刻，可逆，要引入其它物质；效果不是很好；中和，可逆，要引入其它物质；乙酸与Na2CO3反应后与乙酸乙酯分层，可分液，应采用此法。例2：要使含有Ba2+、Al3+、Cu2+、Mg2+、Ag+等离子的溶液中的各离子逐一形成沉淀析出，下列所选择的试剂及加入试剂的顺序正确的是 ( B )A. H2SO4HClH2SNaOHCO2 B. HClH2SO4Na2SNaOHCO2 C. NaClNa2SO4Na2SNaOHCH3COOHD. Na2SNa2SO4NaClNaOHHCl 解析：此题应抓着以下四点考虑：(1) 离子逐个沉淀，可采用以下图表法分析，只产生一种沉淀的居首位，故应是HCl在前。Ba2+Al3+Cu2+Mg2+Ag+H2SO4HClH2SNa2SCO2NaOH (2) 选用H2S或选用Na2S显然反应情况不完全一样，如H2S不与Al3+反应，Na2S会与Al3+发生双水解反应而产生气体和沉淀；(3) 用HCl、H2SO4或用NaCl、Na2SO4区别在于前者酸性，后者呈中性。当用Na2S时，将会与Al3+和Cu2+都反应生成沉淀，故在酸性条件下，Al(OH)3会溶解，从而达到逐个沉淀的目的；(4) 使用CO2或用CH3COOH收尾大不一样。由于Al3+转变为，通入CO2得Al(OH)3沉淀，加入CH3COOH则得不到Al(OH)3沉淀。例3：有一硝酸钾溶液，其中混入少量溴化钾和磷酸二氢钙。若拟用AgNO3、K2CO3、KOH和稀HNO3作试剂，除去那些混合物。若规定不得重复使用同种试剂，且所加试剂必须过量，最后溶液中只允许有K+、和H+。则加入试剂的先后次序是 ， ， ， 。答：KOH；AgNO3；K2CO3；HNO3 解析：本题主要要分析为什么是KOH在前，AgNO3在后，而不是AgNO3在前，KOH在后。(1) 按KOH、AgNO3、K2CO3、HNO3顺序加入试剂的情况是： 加入过量KOH溶液，使转变为，生成Ca3(PO4)2沉淀：3Ca2+612OH- Ca3(PO4)212H2O4，溶液中产生，增加OH-，还有Br-。 加入过量AgNO3溶液：Ag+Br-AgBr，3Ag+Ag3PO4，Ag+OH-AgOH，2AgOHAg2OH2O，溶液中剩余Ag+。 加入过量的K2CO3溶液：2Ag+Ag2CO3，溶液中剩余。 加入过量HNO3：2H+H2OCO2。(2) 按AgNO3、KOH、K2CO3、HNO3顺序加入试剂的情况是： 加入过量AgNO3溶液：Ag+Br-AgBr，溶液中剩余Ca2+、Ag+。 加入过量KOH溶液，使转变为，生成Ca3(PO4)2沉淀：3Ca2+612OH- Ca3(PO4)212H2O4，溶液中产生，增加OH-。由于大量的OH-将会使Ag+沉淀完全：Ag+OH-AgOH，2AgOHAg2OH2O，而难于发生：3Ag+Ag3PO4，使得无法全部除去。（二）物质分离提纯的方法一、过滤：把难溶固体和液钵分离开来的操作方法叫过滤。过滤是最常用的分离方法之一。 当溶液和结晶（或沉淀）的混合物通过过滤器（如滤纸），结晶或沉淀就留在过滤器上，溶液则通过过滤器而漏入容器中。过滤所得的溶液叫滤液。如果需要的是滤液，而过滤后滤液仍然浑浊，应将滤液反复过滤，直至滤液澄清为止。如果需要沉淀，而要用蒸馏水等多次洗涤沉淀，有的实验甚至要求滤液中不再含沉淀所具有的成分或离子。沉淀中不再含滤液所具有的成分或离子 常用的过滤方法有3种：常压过滤、减压过滤和热过滤。 （一）常压过滤 常压过滤方法最为简便、常用（如图）。先取一张圆形滤纸，折成半圆，再对折成4等分，然后按13打开成圆锥形。使圆锥形滤纸尖端朝下放入漏斗，滤纸的边缘应低于漏斗口。（多余的滤纸应剪去）然后用食指压住，用水润湿，使之紧贴漏斗壁，滤纸与漏斗壁间不能留有气泡。否则将阻缓液体在颈内流动，而减慢过滤速率。将此漏斗（过滤器）放在漏斗架或铁架台的铁圈上。调节高度，以使漏斗下端的管口紧贴在烧杯内壁。然后使溶液沿靠贴在滤纸3层上的玻璃棒引流入过滤器。二、结晶 当降低温度或减少溶剂量时，溶质从溶液中析出晶体的过程叫结晶（或称析晶），它是利用几种可溶固态物质的混合物，在同一溶剂中溶解度不同）经加热、过滤、降温等操作而分开来的一种分离提纯方法。 减少溶剂的办法可以利用自然因素，例如工业洒盐场里，就是利用风力和日光来蒸发水分而得到固体食盐。而实验室里常用到蒸发（也叫浓缩）的操作方法。如果需要把溶剂全部蒸发掉而获得固体溶质时，常在蒸发皿中进行。把已除去不溶性杂质的溶液注入蒸发皿中，其所盛量不超过蒸发皿容积的，以免沸腾时溢出。将蒸发皿置于三脚架或铁架台的铁圈上，调整高度，用酒精灯加热。与可视其不同情况用水浴、油浴或砂浴进行加热。蒸发过程中要用玻璃棒不断搅拌溶液，当液体粘稠时，应加速搅拌并减小火焰。待溶剂快蒸发完毕而蒸发皿中已出现多量固体时，应停止加热，继续搅拌，用余热使残留的少量溶剂蒸干。 如果要把几种可溶性固体混合物分开时，可在蒸发皿或直接在烧杯中进行。当然溶剂不能蒸干，一般蒸发溶剂达到析出物质的饱和溶液即可。然后进行降温结晶分离。一般说来，常用这种方法除去产品中的可溶杂质而分离提纯产品。其要求应是：可溶性杂质在低温和高温时在溶剂中的溶解度都应较大，而产品在该溶剂中的溶解度却应随温度的降低而迅速减小。结晶一般在结晶皿中进行（如图）。也可直接在试管、烧杯等容器中进行。 结晶时，冷却的速率快慢，可以决定晶体的大小。小晶体一般较纯，而大晶体则便于直接观察，但可能含有母液中的少量杂质。冷却速率过快，有时反不能析出晶体，此时可采用轻摇容器，或用玻璃棒伸入溶液中摩擦容器壁，以诱导物质结晶。也可向溶液中加入一小粒这种物质的晶体，作为“晶种”使结晶沿晶种生成而达到结晶的特殊效果。制作大晶体样品，如重铬酸钾晶体（美丽的橙色）、硫酸铜晶体（漂亮的蓝色）、明矾晶体（闪亮的白色）等都是采用加晶种的方法。 经过结晶，杂质进入母液，结晶物质的纯度提高。要得到纯度较高的物质时，可将第一次得到的晶体，重复进行溶解、蒸发、冷却使之再结晶出来。这种操作方法叫做重结晶或再结晶。必要时可以多次进行重结晶而得到纯度更高的产品。三、蒸馏与分馏 （一）蒸馏 蒸馏是把相互溶解而沸点不同的液态混合物加以分开的一种分离捉纯方法。其原理是在一定温度和压强下，加热液态混合物，使沸点低的物质或组分首先气化，其蒸气导出后再进行冷凝从而达到与沸点高的组分分离的目的。蒸馏分离过程是：液态 气态 液态的简单的物理过程。其方法又可分常压蒸馏和减压蒸馏2种。 1常压蒸馏 常压蒸馏是通常使用的一种简单蒸馏方法。特别是液体中组分沸点相差较大，而常压加热又不易分解的物质一般都用这种方法进行直接分离。常压蒸馏装置如图所示 把要进行蒸馏的液体混合物注入蒸馏烧瓶中，所盛溶液不超过蒸馏烧瓶的。若蒸馏分离沸点较高的混合液时，还常加入少许无釉瓷片或短细玻璃管等，用以防止液体沸腾时飞溅。为控制好加热温度，要注意温度计的水银球应安装在略低于蒸馏烧瓶支管口。特别要注意按图示正确装好冷凝水进出位置。利用这套装置常用来制取蒸馏水，也用来测定液物质的沸点等。 （二）分馏 分馏与蒸馏的原理相似，都是把涕点不同的液态混合物加热气化，冷凝后分离。但蒸馏只是一次气化一次冷凝；而分馏则是液体混合物经多次气化多次冷凝进行分离提纯或分成不同沸点范围的蒸馏产物，即馏分。若2种液体的沸点比较接近，就应采用分馏的方法进行分离。 分馏也可分为常压分馏和减压分馏2种。其原理与上面介绍相似。但分馏操作时，一般要用到分馏柱，它通常属于精细玻璃仪器。 实验室里进行蒸馏或分馏时应注意以下几点： 蒸馏瓶中所盛液体，最多不超过其容积的，加热时不得将液体全部蒸干； 需提纯的物质，若受热易分解，不能用火焰直接加热，而采用水浴、沙浴或油浴等方法加热。若这种物质达到沸点时就分解，应采用减压分馏。 测量蒸馏瓶沸点的温度计，其水银球应置于蒸气出口以下(蒸馏烧瓶支管口附近)； 冷凝管中用作冷却的水流方向，应与蒸气流向相反(逆流)，进水口在下，出水口在上； 液体暴沸，需向蒸馏烧瓶中加入几小块洁净沸石或碎玻璃。 四、升华 升华是利用某些具有升华性质的物质混在其它不具此性质的固体物质中，通过简单的加热方法达到使固体物质分开的一种方法。 所谓升华性是固体物质在加热时可以不经过液态而直接气化为蒸气的性质，是一个物理过程。反之，当温度降低对其蒸气也可不经过液态而直接冷凝为固态。 很多固体物质，无机物如碘、砷、磷、干冰、三氯化铁等，有机物如大家熟知的萘、蒽、苯甲酸可以用升华的方法进行提纯。 利用升华操作不仅可以分离提纯物质，有时还用于人工降丽。在舞台美术中利用它还可产生出意想不到的特殊效果。当我们看到演员或歌手在舞台上作精彩表演时，滚滚白烟飘浮而至，衬上那色彩变幻的舞台灯光，云雾镣绕，胜似仙境一般，顿使演出气氛更为浓烈。那飘浮的白烟正是干冰细粒喷出后升华为蒸气并夹带着待升华的干冰细粒形成的。 五、萃取 萃取是利用溶质在之种互不相溶或难溶的溶剂中溶解度或分配比的不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂所组成的溶液中分高提取出来的方法。 利用萃取方法分离混和物时，其目的又可以不同。如果从混合物中分离的物质是我们需要的，这种操作方法叫做萃取或提取；如果是我们不需要的，那么这种方法一般叫做洗涤或纯化（除杂）。比如，要从苯中除去混有的少量苯酚或从乙酸乙酯中除去混有的少量乙酸和乙醇，我们往往就采用加入适量氢氧化钠溶液的方法而达到洗涤纯化苯或者乙酸乙酯的目的。 如果我们要萃取的物质是固体，这一过程称为固体萃取过程，例如用四氯化碳作萃取剂从含少量碘的水溶液中提取碘。若萃取的是液体，如从溴水中提取液漠，则此过程又称为液体萃取过程。 进行萃取时，根据欲提取物所形成混合物的状态可以是液体也可以是固体。最常见者是从液体混合物中进行的萃取。特别是从水溶液中分离出易溶于有机溶剂的物质。这时对于作为萃取剂的溶剂的要求应该是不溶或难溶于水，也不溶于含有欲萃取物中的其它任何物质，当然更为重要的是被提取物在萃取剂中应该是十分易溶且溶剂不与水作用。在萃取操作中，除大家知道的苯、四氯化碳等，但普遍使用得多的溶剂是乙醚，它是多种化合物的良好溶剂又不与它们反应，而且沸点较低，易用简单蒸馏从萃取后的溶液中除去。其缺点是易燃有麻醉作用，使用时要倍加注意安全。 工业上液体萃取过程是在萃取塔中连续进行的。实验室中常在梨形分液漏斗中进行（如图）。将被提取溶液盛入梨形分液漏斗，其量不超过分液漏斗容积的V/2。加入萃取剂后，塞紧塞子，两手分别握住上口玻塞和下部活塞，并倒置漏斗，小心振荡，以使两液间增大接触，提高萃取效率。然后将分液漏斗坚立静置，使溶液分层，被提出物进入萃取剂而达到分离。选用的萃取剂的原则： 和原溶液中的溶剂互不相溶； 对溶质的溶解度要远大于原溶剂； 要易于挥发。 六、分液 分液是把2种互不相溶的液体混合物进行分离的一种方法。它常与萃取操作配合使用。 进行分液操作时，将混合物盛入分液漏斗后，固定在铁架台上静止（如图）。分液漏斗的下管与容器内壁相靠，并使玻璃塞的直槽与分液漏斗上口侧小孔相通。小心旋开下端活塞，让下层液体流入容器。当两液体的界面接近活塞时，关闭活塞，再静置片刻，这时下层液体往往会增多一些。再把下层液体仔细地放出。然后把剩下的上层液体从上口倒入另一容器里。 若是需要反复萃取分液时，可将分液得到的萃取残留液，注入分液漏斗，加适量萃取剂经振荡后再行静置、分液。 七、渗析 渗析是利用半透膜（膀胱膜。蛋壳内膜、羊皮纸、玻璃纸筹）使溶胶和混入其中的杂质分子或高子进行分高的方法。半透膜的特点是膜上有许多肉眼看不见的极为细小的孔隙，它只能使半径很小的分子或离于通过，直径在胶粒直径范围（10一910一7 m）内的粒子就不能透过。其方法是把要提纯或精制的胶体溶液放入半透膜袋中，将半颀袋浸人蒸馏水（或去离子水）（如图）。利用半透膜两边液体渗透压不同，而达到纯化的目的； 生产上为使小分子杂质完全渗析出来，半透膜袋要经严格细致的检查，并将其浸入流动蒸馏水中，还要保证足够的渗析时间，直至达到精制标准。 利用渗析原理，还可进行反渗析。如环境科学中用来处理污水，工业上也常用来淡化海水等。八、盐析 向溶胶或某些高分子化合物的溶液中加入电解质（如NaCl、MgSO4、K2SO4、CaSO4等）使胶粒溶解度降低从溶液中析出的分离方法。 （三）、物质的检验： 1、基本概念：鉴别：根据物质的特性对多种物质作区分性判断。鉴定：对物质组成的元素、离子或原子团以及组成相关的性质进行全方位的判断。推断：通过实验步骤和现象进行分析、推理、判断。2、存在三种情况：(1) 特征鉴定：如用KSCN溶液检验Fe3+，FeCl3溶液检验苯酚等。(2) 转化鉴定：如Fe2+可转化为Fe3+检验。(3) 对比鉴别：如苯与甲苯区别，C2H4与C2H6的区别3、三种检验类型：(1) 鉴定：确认某种物质。一种情况是确认每一种元素，一种是确认每一种离子。例1：怎样鉴定一包白色晶体是硫酸钠晶体？解析：要分三步加以鉴定。 可用焰色反应证明含Na+； 取少量晶体制成溶液，取一部分试液加入BaCl2溶液，此时应用HCl酸化(不能用HNO3酸化，因为如果原晶体是亚硫酸盐，遇HNO3将被氧化成硫酸盐)，酸化后沉淀不消失，证明溶液中含有；但还不能认为原晶体是Na2SO4。 还需另取一份试液，加入紫色石蕊试液，不变红色(防止是NaHSO4)，才能确定是Na2SO4。(2) 鉴别(区别)：把一组未知物质区分开来；它包括：任鉴：可以任意选择试剂的检验；一鉴：只能用一种试剂加以区别的检验；零鉴：不能使用任何试剂的检验。(3) 实验推断：通过实验操作过程和现象来推断物质或离子的检验类型。它包括： 推断物质； 推断离子； 推断物质或离子存在与否。4气态物质鉴别的一般方法由于气体贮存困难，使用时易逸出，故鉴别中要尽可能使用物理性质加以鉴别，即使使用化学方法，尽可能多用试纸。可按下列顺序鉴别：(1) 观察：如观察颜色、气味等物理性质。(2) 试纸测试：如红、蓝色石蕊试纸，pH试纸，KI淀粉试纸，品红试纸，Pb(NO3)2试纸。(3) 点火：通过燃烧产生的现象的不同加以区别。(4) 试剂：通过化学反应现象的不同来区别。鉴别气体物质能按这种顺序就能做到在鉴别出结果之前使被鉴别的试样不沾污，不损耗(或损耗最少)，还能迅速敏捷。例2：有如下十瓶气体：N2、O2、Cl2、CO2、NH3、NO、NO2、H2S、HCl、SO2，用什么方法把它们一一鉴别出来。解析： 通过观察，黄绿色的是氯气，红棕色的是NO2。将盛气体的集气瓶瓶盖错开一窄缝，在气体瓶口处气体颜色变深的是NO，瓶口处产生白雾的是HCl。 试纸测试：使润湿的红色石蕊试纸变蓝色的是NH3，使润湿的品红试纸褪色的是SO2，使润湿的Pb(NO3)2试纸变黑的是H2S。 在余下的几瓶气体中点火：使燃烧的木条火星复燃的是O2，产生爆呜声的H2。 使用试剂：向余下气体中加入少量的澄清石灰水，振荡，出现浑浊的是CO2，余下的气体是N2。5一鉴(1) 分不开看整体，分得开看离子；相同离子不能分，不同离子定试剂。(2) 常用一鉴试剂：Ba(OH)2、AgNO3、NaOH、NH3H2O、FeCl3、H2S、NaHCO3、Na2CO3、Al2(SO4)3等。(3) 多种金属离子的一鉴方法： NaOH：利用生成沉淀颜色的不同或两性，结合阴离子可选用Ba(OH)2。 焰色反应。 氨水：利用生成沉淀颜色的不同或形成络合物。(4) 多种阴离子的一鉴方法：有I-、Br-、S2-、Cl-时用AgNO3溶液；有、S2-等用稀酸。当阳离子有Ag+时用稀HCl，阳离子有Ba2+、Ca2+时用稀H2SO4。 (5) 当有无机物和有机物时，应首先考虑有机物的鉴别试剂(因为有机物的特征反应较少)。当有苯酚时考虑FeCl3溶液或溴水，当有C2H2、C2H4时考虑溴水或酸性KMnO4溶液。(6) 从试剂选择的角度看： 溶解法：用溴水或水来区别有机物。 指示剂法：区别酸碱性物质和中性物质。 阴离子鉴定法：区别溶于水的电解质。 阳离子鉴定法：区别溶于水的电解质。 阴、阳离子鉴定法：区别溶于水的电解质。 官能团鉴定法：区别有机物。 加热法：如区别NH4Cl、NH4HCO3、Ca(HCO3)2。以上各法无非是从未知物的整体性质考虑，或比较阳离子，或比较阴离子的不同和性质差别加以鉴别的。(7) 一鉴采用的分析方法：列表分析法。6零鉴溶液中存在几种离子，而又不能使用任何试剂的检验可采用以下两种方法。(1) 逐一鉴别法当溶液中存在一种有色离子时，可采用此法。通过有色离子鉴别出一种离子，再用这种离子鉴别出其它离子，直至鉴别完结。例3：现有Al2(SO4)3、Ba(NO3)2、NaOH、CuCl2、KCl等5种溶液，不加任何试剂就可鉴别出的先后顺序正确的是 ( A )A. B. C. D. (2) 两两反应法 当一组溶液中的各种物质皆为无色溶液时，不能采用逐一鉴别法，这时就需用两两反应法加以鉴别。分别取两种未知溶液相互反应，观察是否有沉淀、气体生成；若各种物质反应产生的现象各不相同，则该组物质可以鉴别。 例4：不用其它试剂，限用化学方法区别下列两组内的四种溶液：Al2(SO4)3、盐酸、BaCl2、K2CO3；AlCl3、MgCl2、NaHCO3、NaOH ( C ) A. 只有组可以 B. 只有组可以 C. 两组都可以 D. 两组都不可以 例5：下列各组溶液，不用其它试剂就可以区别开的是 ( A )A. 氯化钠 盐酸 偏铝酸钠 氢氧化钠 B. 氯化钡 硫酸钠 硝酸钾 硫酸铵C. 盐酸 硝酸 氯化钾 碳酸钠 D. 氯化钡 氯化钠 氢氧化钠 硫酸钠解析：A组不能一次就鉴别出来，它要经过三次实验：首先通过“两两反应”把盐酸和偏铝酸钠与氯化钠和氢氧化钠鉴别开来，然后通过“互滴”可鉴别出盐酸和偏铝酸钠，最后用盐酸和偏铝酸钠产生的氢氧化铝沉淀来鉴别氯化钠和氢氧化钠。7实验推断：实验推断题是以实验操作和现象为主体，推断具体物质或离子的题型。(1) 有机推断题中的条件分析： 有ABC，必定是醇、醛、羧酸的关系； 有机物与碱溶液加热反应生成两种物质，一般考虑酯和卤代烃； 水解的产物能发生银镜反应，则该物质应是甲酸酯。(2) 物质或离子的存在与否的推断题例6：一种澄清透明的溶液中，可能含有下列离子：K+、Fe3+、Ba2+、Al3+、Cl、 、 、 。现做以下实验： (1) 将溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸呈红色； (2) 取少量溶液，加入用稀HNO3酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀； (3) 将(2)中的沉淀过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀； (4) 另取溶液，逐滴加入NaOH溶液至过量，只看到有棕色沉淀生成，且沉淀质量不减少。 由此可以推断： 溶液中肯定存在的离子有_； 溶液中肯定不存在的离子有_； 溶液中不可能确定是否存在的离子有_。答：、Fe3+； Ba2+、Al3+、； K+、Cl、(3) 十字消去法解一类离子推断题 例7：有A、B、C、D、E五种溶液，它们的阳离子分别是Ag+、Na+、Ba2+、Al3+、Fe3+，阴离子分别是Cl-、OH-、(都不重复)，现进行如下实验：(1) C溶液中加入纯铁粉，溶液质量增加。(2) A、E溶液都呈碱性。测得0.1 mol / L的A溶液pH值小于13。(3) 在B溶液中逐渐加入氨水，出现沉淀，继续加入氨水，沉淀消失。(4) 在D溶液中加入硝酸钡溶液，无现象。由上述现象可推知各种溶液中所含的阴、阳离子是溶 液ABCDE阳离子阴离子由十字消去法可得到7种物质，再结合题意(2)可知A应是强碱弱酸盐，即Na2CO3，E是强碱，即Ba(OH)2；由(3)知B是银盐，而可溶性的银盐只有AgNO3；由(1)知C应含Fe3+，故D应含Al3+；再由(4)知D中无，故D是AlCl3，C是Fe2(SO4)3。溶 液ABCDE阳离子Na+Ag+Fe3+Al3+Ba2+阴离子Cl-OH- 例8：某待测溶液中可能含有、Cl、S2等离子，进行了下述实验。(所加BaCl2、H2SO4、HNO3、Ca(OH)2均过量) (1) 判断待测液中有无、，并写出理由：_； (2) 写出沉淀B的分子式：_； (3) 沉淀C可能是什么物质：_； (4) 写出产生沉淀B的离子方程式：_。 答：(1)含有、中的一种或两种，因为待测液加入BaCl2溶液和稀HNO3生成了BaSO4沉淀，BaSO4的生成可能来自或的一种或两种 (2) BaCO3 (3)一定有BaSO4，可能有S (4) NH3H2OBa2+ BaCO3H2O8注意事项：(1) 物质的检验要掌握以下几个要点：“各取少许”；如是固体，一般需用蒸馏水溶解；“加试剂说操作，由现象定结果。多种物质相区别，分组需加组试剂。”例如，鉴别苯和甲苯，加酸性高锰酸钾溶液，振荡，甲苯使紫色逐渐褪去。鉴别乙醛溶液和乙醇溶液，加Cu(OH)2要新制，要加热至沸。(2) 排除干扰现象。鉴别固体NaHCO3中混有NaCl，加入AgNO3溶液后，还要加入HCl防Ag2CO3的干扰。在检验时，加入Ba2+能产生白色沉淀，但在溶液中加入Ba2+能产生白色沉淀的就不一定是，可能是、等。在一未知溶液中加入BaCl2溶液时，有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生，也不能断定溶液中一定是，可能是Ag+或。在一未知溶液中加入稀盐酸不产生沉淀，再加Ba(NO3)2溶液或BaCl2有白色沉淀产生，才能肯定是。同样，在溶液中加入AgNO3溶液产生黑色沉淀，就不能断定溶液中无Cl-，因为溶液中若有S2-和Cl-，生成的Ag2S黑色沉淀可以掩盖AgCl白色沉淀，因此，在可能有S2-和Cl-的溶液中，加入AgNO3溶液生成白色沉淀时，才可以否定S2-的存在，证明有Cl-。此外，在某溶液中加入酸，有臭味的气体产生，就不能完全排除的存在，因为溶液中有S2-，溶液酸化后产生的H2S气体的气味可以掩盖CO2气体。(3) 固体和溶液的检验，一般需采用化学方法，少用物理方法；有时题目要求必须用化学方法来检验。气体的检验则尽可能用物理方法，少用化学方法，既使要用化学方法，用试纸比用试液好。（四）物质鉴别、分离、提纯的实验设计课题一鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。课题二鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。课题三鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3、CuSO4。课题四鉴定白色固体为KAl（SO4）2。 课题一鉴别五种无色溶液NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。（一）最佳方案：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。结论：A为Na2SO3溶液；B为Na2CO3溶液；C为Na2SO4溶液；D为NaHCO3溶液；E为NaCl溶液。【讨论】1可否将（1）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液或CaCl2、MgCl2溶液？（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价。1若将（1）中的BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）中要加入稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。2可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？2若将（1）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（3）中要加入NaOH溶液，而Ca(OH)2微溶、Mg（OH）2不溶，会使NaHCO3溶液和NaCl溶液无法区别。3可否将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液？3若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，同样可使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将稀盐酸改为稀硫酸，则C中的现象仍为沉淀不溶解。但BaSO3会转化为BaSO4，而无法区分Na2SO4、Na2SO3。所以稀盐酸不可以改为稀硫酸。若将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液，就会使D、E中都产生白色沉淀。因为，在前面的操作中五种无色溶液中均加入了BaCl2溶液。4可否将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？4若将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。（三）最佳方案中仍存在的问题，及其解决问题的办法：对于操作（2），A中的沉淀可能不会完全溶解，原因是溶液中的Na2SO3已经部分被氧化，若氧化严重可能致使Na2SO3和Na2SO4无法区别。解决问题的办法是更换试剂。【评价】（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。结论：同最佳方案。【讨论】1可否将（1）中稀盐酸改为稀硫酸？（五）回答质疑或对其它方案中局部操作的其它设计进行评价：1若将（1）中稀盐酸改为稀硫酸，操作（3）滴加BaCl2溶液中的C、E必需另取，否则将无法区别。这会使操作变得复杂。2可否将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？2若将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。3可否将（3）或（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？3若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（1）中已加入足量稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，不会影响B、D的鉴别，所以可以将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液。4（4）中B、D溶液可否不另取？4（4）中B、D溶液不可不另取。因为（1）加入了足量稀盐酸，Na2CO3、NaHCO3已经全部反应，所以（4）中B、D溶液必需另取（这也是此方案的不足之处）。（六）可行的设计方案的不足之处：操作（4）中的试剂需要另取，这会使实验变得复杂一些。（七）溶液中阴离子鉴别（在不考虑阳离子影响时）的一般原则：1鉴别溶液中阴离子的常用试剂及所得现象（1）稀盐酸（2）AgNO3溶液和稀硝酸（3）BaCl2溶液、NaOH溶液和稀盐酸联合使用（4）指示剂或铝片若已确认溶液中没有弱酸根离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为明显的碱性）或加入铝片（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量OH-。（5）浓硫酸和铜片将溶液浓缩，加入浓硫酸和铜片加热，产生红棕色气体,可证明溶液中含有NO3-2鉴别溶液中离子的注意事项：（1）利用某些被鉴别的离子的共同性质，将被鉴别的离子划分为23组。（2）用离子的特性反应或与同一试剂作用的不同现象确定某种离子的存在。（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。（4）选择鉴别试剂时，要注意与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。（5）注意加入试剂的量及加入方式，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。 课题二鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。（一）最佳方案演示：结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。操作(2) 可证明溶液中含有HCO3-因此该无色溶液为KHCO3溶液。【讨论】1可否将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？1若将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）中要还加入稀 可能盐酸,导致溶液中含有稀硝酸.若溶液中含有HSO3-,SO32-或S2-,就会干扰HCO3-的鉴定.但若已经测定溶液为碱性且加入可溶性后无沉淀产生,就可排除HSO3-,SO32-存在的可能2可否将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液？2若将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（2）中还要加入NaOH溶液，而Ca(OH)2微溶、Mg（OH）2不溶,就会干扰HCO3-的鉴定3可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸？3若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，结论同1。4可否将（2）中稀盐酸改为稀硫酸？4若将（2）中稀盐酸改为稀硫酸，BaCO3就会转化为BaSO对HCO3-的鉴定产生干扰，（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：1操作（2）中，应排除Mg2+的干扰，若已经测定溶液为碱性，就可排除Mg2+存在的可能。2最后产生气体的气味，可能会不易感觉，而且还可能受盐酸中挥发出的HCl气味的干扰（以为气体带有刺激性气味）。但在常见的阴离子中,除HCO3- CO32-在水溶液中与酸产生的气体一般都具有刺激性气味，并且又以SO2、H2S最为常见。所以，一般情况下只要确定产生的气体不是SO2、H2S即可。（四）溶液中离子鉴定的注意事项：1选择被鉴定物质中阴、阳离子的特性反应，分别鉴定阴、阳离子的存在，并设法排除可能的干扰。2所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。3选择鉴别试剂时，要注意其是否可以与前面已加入的试剂作用或是否会与后面将加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测定溶液应该另取。4注意加入试剂的量。加入方式依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。课题三鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3、CuSO4。（一）最佳方案：将五种白色固体编号为：A、B、C、D、E。结论：A为Na2SO4固体；B为MgSO4固体；C为无水CuSO4固体；D为Al2(SO4)3固体；E为(NH4)2SO4固体。【讨论】1操作（1）中加入适量水的目的是什么？如何控制？此时还有可能产生什么现象？（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：1操作（1）中加入适量水的目的是使溶液浓度不要太低。可以用获得饱和溶液的方法控制，并取上层清液进行实验。如果仔细感觉，五种固体溶解时的热现象可能不同（当所取的固体的量稍多时），因为(NH4)2SO4是明显的吸热过程。2操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是什么？如何控制？2操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是：防止Al2(SO4）3中产生的Al(OH)3沉淀在过量的NaOH中溶解，使Al2(SO4)3和Na2SO4无法区别。方法是：滴加NaOH溶液，并边加边振荡，观察沉淀的生成。3操作（2）可否不加热？此时E中还可能产生什么现象？3若操作中（1）获得的是饱和溶