不外加试剂鉴别题的解题策略

不外加试剂鉴别题的解题策略 湖南长沙市第 21 中学 邵国光 不外加试剂鉴别题 是一种考查学生综合能力的试题 由于不外加试剂 因而就增加 了题目的难度 要顺利解答这类习题 不仅要掌握各类物质的性质 特别是它们各自的特 性 而且还要熟练掌握各物质之间相互反应的规律和实验现象 尤其是一些特征性现象 还必须有科学的思路 现将这类题的常用解法总结如下 一 称量法 利用待鉴别的几种物质在化学变化前后质量的变化情况不同而采用的一一 称量法 利用待鉴别的几种物质在化学变化前后质量的变化情况不同而采用的一 种有效地鉴别方法 种有效地鉴别方法 例 1 1996 年全国 天原杯 竞赛题 已知硫化铜 CuS 硫化亚铜 Cu2S 粉末的 颜色和氧化铜粉末相似 且都不溶于水 在空气中煅烧硫化铜 CuS 硫化亚铜 Cu2S 都转化为氧化铜和二氧化硫 试根据上面的叙述 设计一个不用任何化学试剂 鉴别硫化铜 CuS 硫化亚铜 Cu2S 氧化铜三种粉末的简便化学实验方案 填写如 下表中 实验步骤实验现象结论及有关化学方程式 1 2 3 解析 根据题给信息 CuS Cu2S 与 CuO 颜色相似 且都不溶于水 但 CuO 可溶于 酸生成蓝色溶液 而 CuS Cu2S 与酸均无明显反应 唯一可行的方案 只有将 CuS Cu2S 样品分别煅烧 但煅烧 CuS 与 Cu2S 的现象相同 均有刺激性气味气体和黑色 固体产生 仍不能区分铜的两种硫化物 但根据化学方程式可知 Cu2S 2CuO 质量不变 而 CuS CuO 质量减轻 这样 自然会想到用称量方法来区分了 实验设计题 除了实验 方案正确外 必要准确描述实验步骤 实验现象及实验结论 且要正确书写化学方程式 答案如下 1 分别称取等量的 CuS Cu2S 样品各若干克 2 在空气中分别煅烧两种样品 有一种无明显变化 此种为 CuO 有两种均有刺激性 气味的气体和黑色固体产生 2CuS 3O2 2CuO SO2 Cu2S 2O2 2CuO SO2 3 分别称量煅烧后冷却的固体产物的质量 有一种比原样品减轻 此种为 CuS CuS 96 CuO 80 有一种与原样品质量相等 此种为 Cu2S Cu2S 160 2CuO 2x80 例 2 2004 年上海市高考化学试题 15 题 CuS 和 Cu2S 都能溶于硝酸 它们在高温下灼 烧的产物相同 以下鉴别 CuS 和 Cu2S 两种黑色粉末的方法中合理的是 A 将两种样品分别溶于硝酸 区别产生的气体 B 将两样品分别溶于硝酸 区别溶液的颜色 C 取两种同质量的样品 分别在高温下灼烧 区别残留固体的质量 D 取两种同质量的样品 分别在高温下灼烧 区别残留固体的颜色 解析 因 CuS 和 Cu2S 与硝酸都能发生氧化还原反应 产物也相同 故不可能根据产生的 气体和生成的溶液加以区别 据此可排除 A B 又由于它们在高温下灼烧的产物相同 据 此可排除 D 相同质量的 CuS 和 Cu2S 中 Cu 元素的物质的量不同 灼烧后残留的铜的氧化 物的质量一定不等 故可用称量法进行鉴别 应选 C 二 表格法 所谓表格法就是把题中所给的未知物两两配伍 将反应得到的结果用一二 表格法 所谓表格法就是把题中所给的未知物两两配伍 将反应得到的结果用一 种符号表示在相应的空格中 根据表中现象推断出待鉴别物 种符号表示在相应的空格中 根据表中现象推断出待鉴别物 例 3 2004 年浙江省理综卷 28 题 有 A BC D E F G7 瓶不同物质的溶液它们各是 Na2SO4 KCl AgNO3 Ca NO3 2 Na2CO3 Ba OH 2和 MgCl2溶液中的一种 为了鉴别 各 取少量溶液进行两两混合 实验结果如表所示 表中 表示生成沉淀或微溶化合物 表示 观察不到明显变化 试回答下面问题 1 A 的化学式是 G 的化学式是 判断理由是 2 写出其余几种物质的化学式 B C D E F ABCDEFG A B C D E F G 解析 七种物质中的每一种阳离子与另外六种阴离子只生成一种 的没有 Ag 和 CO32 SO42 Cl OH 四种反应 Mg2 与 CO32 OH 两种反应 Ca2 和 CO32 SO42 OH 三种反应 Ba2 和 CO32 SO42 两种反应 而阴离子与另外六种阳离子只生成一种 的 只有 Cl 和 Ag 故 A 是 AgCl G 是 AgNO3 和 AgNO3不反应的是 Ca NO3 2 为 E 与 KCl 不反应 但和其 余均反应的是 Ba OH 2 为 F 和 AgNO3 Ca NO3 2 Ba OH 2反应 不与其它反应的是 Na2SO4 为 B 余下的是 MgCl2和 Na2CO3 其中与 E 不反应的是 MgCl2 为 C 则 D 为 Na2CO3 答案 1 AgCl AgNO3 因为混合时只生成一种沉淀的是 KCl 生成的沉淀是 AgCl 所以 A 是 KCl G 是 AgNO3 2 B Na2SO4 C MgCl2 D Na2CO3 E Ca NO3 2 F Ba OH 2 三 滴加法 要鉴别三 滴加法 要鉴别 A B 两种未知溶液 若两种未知溶液 若 A 逐滴加入逐滴加入 B 中与中与 B 逐滴加入逐滴加入 A 中的中的 现象不同 便可不用其它试剂进行鉴别 现象不同 便可不用其它试剂进行鉴别 例 4 1996 年上海市高考试题 下列各组溶液 只要用试管和胶头滴管 不用任何试剂就 可以鉴别的是 A KOH 和 Al2 SO4 3 B 稀 H2SO4和 NaHCO3 C CaCl2和 Na2CO3 D Ba OH 2和 NaHSO4 解析 A 若将 KOH 溶液滴入 Al2 SO4 3溶液中 先产生沉淀 后沉淀逐渐溶解 反滴 则产 生沉淀立即溶解 后逐渐析出沉淀 B 将稀 H2SO4滴入 Na2CO3溶液中 先无气体产生 随后产 生气体 反滴 立即产生气体 C D 两组不同的滴加顺序产生相同的现象 选 A B 四 两两混合四 两两混合 滴加法 根据两两混合产生的现象不同 将待鉴别的几种物质分组 滴加法 根据两两混合产生的现象不同 将待鉴别的几种物质分组 然后向其中的一组混合液中分别滴入另一组的一种或两种溶液 利用产生的现象将物质逐然后向其中的一组混合液中分别滴入另一组的一种或两种溶液 利用产生的现象将物质逐 一鉴别出来 一鉴别出来 例 5 现有 A B C D 四瓶溶液 它们分别是 NaCl 0 1mol L 1 HCl 0 1mol L 1 NaOH 0 1mol L 1 和酚酞溶液 0 1 中的一种 有人不外用其它试剂就可以把它们 一一鉴别出来 其实验步骤如下 1 各取溶液少许 两两混合 依产生的现象不同分成两组 2 取一组混合液 向其中不断滴入另一组中的一种未知溶液 依现象的不同可鉴别出 A 和 B 两种溶液 3 再取 2mL 已鉴别出的 A 溶液 向其中滴入 3 滴未知的 C 溶液 再加入 4mLD 溶液 在这 个过程中无明显的颜色变化 试综合以上实验推断出 A B C D 各为何种溶液 解析 按步骤 1 应对四种溶液的两两 混合 共 6 种配组情况所产生的现象进行逐 一分析 得知 NaOH 溶液与酚酞 NaCl 与 HCl 溶液 配组时产生的现象不同 前者 显红色 后者无色 根据步骤 2 知 只能是 NaCl 溶液与 HCl 溶液 组中的 HCl 溶液不断滴入到 NaOH 溶液与酚酞 的混合液中 才能出现红色逐渐变成无色的现象 从而可知 A B 各是 NaCl 溶液与 HCl 溶液 中的一种 根据步骤 3 知 只有向 2mLHCl 溶液中滴入 3 滴 NaOH 溶液后再加入 4mL 酚酞试液 才能使整个过程无明显的颜色变化 综上可知 A B C D 依次为 HCl 溶液 NaCl 溶液 NaOH 溶液和酚酞溶液 五 两两混合五 两两混合 交叉法 利用两两混合鉴别出其中的一种溶液 再根据混合时产生的沉交叉法 利用两两混合鉴别出其中的一种溶液 再根据混合时产生的沉 淀的溶解性不同淀的溶解性不同 将一种沉淀加入到另一种沉淀后的上层澄清溶液中将一种沉淀加入到另一种沉淀后的上层澄清溶液中 即交叉相加即交叉相加 根据沉淀根据沉淀 的溶解情况将原物质鉴别出来的溶解情况将原物质鉴别出来 例 6 不用任何试剂 如何鉴别 AgNO3 Na3PO4和 HI 三瓶无色溶液 解析 1 将三种溶液编号为 A B C 任取一种溶液 A 分别加入另外两种溶液 B C 中 若均有黄色沉淀产生 则 A 为 AgNO3溶液 继续滴入 AgNO3溶液直至过量 保证 B C 中的 阴离子 I PO43 完全沉淀 以免干扰下一步实验 然后分别过滤 将 B 中产生的黄色沉淀 加入到 C 的滤液中 若 B 中的黄色沉淀不溶于 C 的滤液中 则原溶液 B 为 HI 溶液 因为 AgI 既不溶于水又不溶酸 C 为 Na3PO4 若 B 中的黄色沉淀溶于 C 的滤液中 则原溶液 B 为 Na3PO4溶液 因为 Ag3PO4沉淀溶于硝酸 C 为 HI 溶液 六 两两混合六 两两混合 择优法 在被鉴别的一组物质中 只要找出一种物质与其它物质混合择优法 在被鉴别的一组物质中 只要找出一种物质与其它物质混合 后产生的现象各不相同 就认为这组物质不需任何其它试剂就能鉴别 后产生的现象各不相同 就认为这组物质不需任何其它试剂就能鉴别 例 7 1997 年上海市高考题 下列各组溶液中 不用任何其它试剂就能鉴别的是 A Na2SO4 H2SO4 AlCl3 BaCl2 B HCl NaOH K2SO4 NaHCO3 C NaAlO2 KHCO3 NaCl NaHSO4 D NaOH FeCl3 MgCl2 K2SO4 解析 C 中的 NaHSO4与 NaCl 无明显现象 与 KHCO3反应有无色无味气体放出 与 NaAlO2有白色沉淀 NaHSO4少量时 D 中 NaOH 与 FeCl3产生红褐色沉淀 与 MgCl2 产生白色沉淀 与 K2SO4无明显现象 答案为 C D 七 特征现象法 这类题目的特效试剂常隐含在待测物质中 根据待测物质的特殊物理七 特征现象法 这类题目的特效试剂常隐含在待测物质中 根据待测物质的特殊物理 性质性质 如溶液的颜色 挥发性等如溶液的颜色 挥发性等 先鉴别出一种物质 再借用这种鉴出物做试剂鉴别其它物先鉴别出一种物质 再借用这种鉴出物做试剂鉴别其它物 质 这种方法可概括为 观察质 这种方法可概括为 观察 借用借用 再借用 再借用 例 8 不用任何外加试剂和试纸鉴别 NaOH CuSO4 AlCl3 Ba NO3 2 H2S NaCl MgCl2七瓶溶液 解析 1 根据观察 在七瓶溶液中 呈蓝色透明的是 CuSO4溶液 2 分别取剩下的六种溶 液少许装入 6 支试管中 然后分别加入已识别出来的 CuSO4溶液 有蓝色胶状沉淀产生的是 NaOH 溶液 有白色沉淀产生的是 Ba NO3 2溶液 有黑色沉淀产生的是 H2S 溶液 无明显现象 的是 AlCl3 NaCl MgCl23 种溶液 3 再分别取剩下的 3 种溶液少许装入 3 支试管中 分别 加入已鉴别出来的 NaOH 溶液 有白色沉淀产生 NaOH 过量沉淀不溶解的是 MgCl2溶液 有白色沉淀产生 NaOH 过量沉淀溶解的是 AlCl3溶液 无明显现象的是 NaCl 溶液 八 加热鉴别法 根据物质的热稳定性不同 受热分解所产生的现象不同加以鉴别 八 加热鉴别法 根据物质的热稳定性不同 受热分解所产生的现象不同加以鉴别 例 9 有 6 瓶固体物质 已知它们是 Na2CO3 NaHCO3 NH4Cl NH4HCO3 AgNO3 和 Zn NO3 2 不用任何外加试剂和试纸 怎样将它们一一鉴别出来 解析 将这 6 种固体物质各取少许放入 6 支试管中 然后加热 试管内的固体物质全 部消失 管壁上有水珠产生的是 NH4HCO3 试管内固体物质全部消失 试管口附近有白色 固体生成的是 NH4Cl 试管内留有白色固体物质 管壁有水珠产生的是 NaHCO3 有红棕 色气体产生 试管内留有白色固体物质的是 Zn NO3 2 有红棕色气体产生 试管内留有黑 色固体物质的是 AgNO3 加热无变化的是 Na2CO3 九 焰色反应法 根据待鉴别物质中所含的阳离子不同以及进行焰色反应时所观察到九 焰色反应法 根据待鉴别物质中所含的阳离子不同以及进行焰色反应时所观察到 的火焰的颜色不同 将其逐个鉴别出来 的火焰的颜色不同 将其逐个鉴别出来 例 10 不用任何外加试剂或试纸 鉴别 NaCl CaCl2 KNO3 Ba NO3 2四种无色溶液 解析 用铂丝分别蘸上述 4 种溶液 进行焰色反应 观