物质的鉴别、分离、提纯和除杂

物质的鉴别、推断、分离、除杂与共存问题,滕超男,对于物质的鉴别和推断以及物质的制备、分离、除杂、提纯问题这两个专题，每年中考所占分值都会在15分左右，甚至更多。2013年占15分；2014年占17分；2015年占14分。不仅仅考试会直接出题，计算题也会用到其相关知识。,更主要的目的是开阔学生的视野和思维，加大化学信息储存量，培养学生快速准确地从材料中提取解题所需信息的能力和分析问题能力以及题目材料与课本知识相结合解决问题的能力。,一、物质的鉴别和推断,（一）物质的鉴定与鉴别,鉴定与鉴别都是用来检验物质的常用方法。首先我们必须明白什么是鉴定与鉴别。,物质检验的关键是必须熟练掌握各物质（或离子）的特征反应，从而来正确地选择试剂和实验方法。,物质的鉴定：是根据物质的某一特性，用化学方法来确定它是不是这种物质或含不含有某种成分的组成。通常必须分别检验出阳离子和阴离子，对物质进行确认。常见离子的检验：按现象归类：1、生成沉淀法2、生成气体法,生成沉淀法,生成气体法,例1：怎样用实验方法鉴定一无色溶液是盐酸？,例2：怎样鉴定一白色固体为碳酸钡？,例3：怎样用实验方法来鉴定一蓝色溶液是硫酸铜溶液？写出所起反应的化学方程式。,答案：例1、取一定的该溶液滴加紫色石蕊试剂，发现溶液变红，则证明该溶液含H+；再取一定量该溶液，向其中加入一定量的硝酸银溶液和稀硝酸，发现产生不溶解的白色沉淀，则证明该溶液含有Cl-。综上所诉，该溶液是盐酸。例2、取少量固体溶于水中，向其中加入一定量的盐酸，发现溶液有使澄清的石灰水变浑浊的气泡产生，再向其中加入稀硫酸和稀硝酸溶液，发现有不溶解的沉淀产生，则该溶液是碳酸钡溶液。例3、将一根铁丝浸入溶液，发现铁丝表面会覆盖上红色的铜金属；向该溶液中加氯化钡溶液和稀硝酸，会出现不溶的白色沉淀。则该溶液是硫酸铜。Fe+CuSO4FeSO4+CuCuSO4+BaCl2BaSO4+CuCl2,物质的鉴别：根据不同物质的特性，用化学方法把两种或两种以上的已知物质一一区别开。鉴别时只需利用某一特征反应，确定某物质的一部分就可达到鉴别的目的。且已知n种，确定n-1种，则余下的既为可知。解题的原则是：以最简单的方法，即能用物理方法尽量不用化学方法。用最少的试剂，能不用其它试剂尽量不用。取得最明显的实验现象来加以鉴别和检验。在进行实验时，步骤要严密而清晰；在进行判断时，证据要确凿。,小结：鉴别物质的要领：先来编号被检样；纯水配液取少量；根据特征选试剂；分析现象定结论。,常见物质鉴别题可根据允许使用的试剂的多少分为3种类型：,1、任选试剂的鉴别题：鉴别多种物质，可根据每种物质的特性逐个鉴别，也可根据实验把待鉴别的物质分成若干组，然后再对每组物质进行鉴别。例1、根据化学实验现象区别NaCl、NaNO3、Na2CO3三种溶液。例2、现有HCl、H2SO4、NaCl、Ba（OH）2、NaOH五种溶液，怎样将它们一一鉴别出来？,分析：从5种物质的类别来看：有两种酸、两种碱、一种盐，所以可先用酸碱指示剂将其分组，然后再分别鉴定。鉴别盐酸、硫酸不可用硝酸银，而用氯化钡；鉴别氢氧化钡、氢氧化钠可用硫酸、硫酸钠或碳酸钠。,答案：例1、分别取3种溶液少许于试管中，然后分别加适量的稀硝酸，无现象的是NaNO3和NaCl溶液，产生气体的是Na2CO3溶液；在NaNO3和NaCl溶液中分别加入AgNO3溶液，有白色沉淀的是NaCl溶液，无变化的是NaNO3溶液。例2、分别取5种溶液少许于试管中，然后分别滴加的几滴紫色石蕊试剂，若溶液变红，则为HCl和H2SO4溶液，若溶液变蓝，则为Ba（OH）2、NaOH溶液，无变化则为NaCl溶液；向HCl或H2SO4溶液中滴加氯化钡溶液，若有沉淀生成，则为H2SO4溶液，没有沉淀则为HCl溶液；向Ba（OH）2、NaOH溶液中滴加硫酸溶液，生成沉淀为Ba（OH）2溶液，没有沉淀生成为NaOH溶液。,2、只用一种试剂的鉴别题：根据待鉴别的几种物质性质特点，加一种试剂，使各自出现明显不同的现象加以鉴别。,思路：（1）如果待检验的物质之间有明显的酸碱性差异时，可选用适当的指示剂或PH试纸检验。如用一种试剂检验HCl、NaCl、Na2CO3三种溶液，这种试剂是紫色石蕊试液。（2）如果待检验的物质之间有较明显的溶解性差异和溶解时的热效应差异，则可用加水使其溶解来检验。如用一种试剂检验：NaCl、NH4Cl、NaOH、AgCl四种固体物质，这种试剂就是水。(3)如果待检验的物质含有相同的阴离子或大多数相同的阴离子时，可选用加强碱溶液来检验。如用一种试剂检验：氯化铵、氯化钠、氯化铁和氯化镁四种溶液，这种试剂就是氢氧化钠溶液。,(4)如果被鉴别的物质中含有相同或大多数相同的阳离子时，可选择强酸为试剂进行鉴别。如用一种试剂鉴别氯化钠、碳酸钠、亚硫酸钠三种溶液，这就是盐酸或稀硫酸。(5)如果被鉴别的物质为金属单质和金属氧化物时，可选择强酸为试剂进行鉴别。如用一种试剂鉴别铁、铜、氧化铁、氧化铜四种固体物质，这种试剂是稀盐酸（或稀硫酸）。(6)如果被鉴别的物质有几种含有相同的阳离子，有几种含有相同的阴离子，则要分别考虑区别不同阳离子需要何种离子，区别不同阴离子需要何种离子，然后将这两种离子合起来组成一种试剂。如用一种试剂鉴别硝酸银、碳酸钠、亚硫酸钠、硝酸钡四种物质，这种试剂是盐酸。,1：只用一种试剂鉴别下列三种溶液：氯化钠、硝酸银、碳酸钠，这种试剂是。2：能区别硝酸银、盐酸、氢氧化钾三种溶液的一种试剂是（）A、MgCl2溶液B、FeCl3溶液C、NaNO3溶液D、K2SO4溶液,3、不用任何试剂的鉴别题根据待鉴别物质中，某一物质的特性和其它物质有不同的颜色、气味等，先将其确定，然后利用该物质和待鉴别的其它物质间的相互反应而将其它物质一一鉴别。,思路：（1）从被鉴别的物质的物理性质上找突破口：闻气味。如不用任何试剂鉴别氨水、硫酸钾、氯化镁、碳酸钠四种溶液。看颜色。如不用任何试剂鉴别硝酸铵、氯化钡、硫酸铜、氢氧化钠四种溶液。（2）加热法：如，不用任何试剂鉴别碳酸氢钠、碳酸氢铵、高锰酸钾、碳酸钠四种固体物质，即可加热法。（3）两两混合列表分析法：将待鉴别的物质分别编号，分别以一种物质作为试剂加入到其它物质中去，将产生的现象列表分析。根据每种物质所产生的不同现象，可确定物质的名称。如不用任何试剂鉴别氯化钡、硝酸银、碳酸钠、盐酸四种溶液，先将四种溶液分别编为A、B、C、D进行互倒实验。,1下列区分物质的方法中不正确的是A硬水与软水：用肥皂水，观察泡沫的多少B石灰水与氢氧化钠溶液：滴加酚酞溶液，看是否变色C氧气与二氧化碳：用带火星的木条，看是否能使木条复燃D棉与合成纤维：用燃烧的方法，闻产生的气味2物质的性质决定物质的用途。下列说法中，不合理的是A稀盐酸用于除铁锈B碳酸氢钠用于治疗胃酸过多C灯泡中充氮气以延长使用寿命D玻璃刀头上镶嵌的石墨用于切割玻璃3鉴别下列各组物质，选用的试剂(在括号内)不合理的是ACO2和N2(澄清石灰水)BCa(OH)2溶液和NaOH溶液(稀盐酸)CNaOH溶液和稀H2SO4(pH试纸)D固体CaCO3和固体Na2CO3(水),1下列区分物质的方法中不正确的是BA硬水与软水：用肥皂水，观察泡沫的多少B石灰水与氢氧化钠溶液：滴加酚酞溶液，看是否变色C氧气与二氧化碳：用带火星的木条，看是否能使木条复燃D棉与合成纤维：用燃烧的方法，闻产生的气味2物质的性质决定物质的用途。下列说法中，不合理的是DA稀盐酸用于除铁锈B碳酸氢钠用于治疗胃酸过多C灯泡中充氮气以延长使用寿命D玻璃刀头上镶嵌的石墨用于切割玻璃3鉴别下列各组物质，选用的试剂(在括号内)不合理的是BACO2和N2(澄清石灰水)BCa(OH)2溶液和NaOH溶液(稀盐酸)CNaOH溶液和稀H2SO4(pH试纸)D固体CaCO3和固体Na2CO3(水),黑色：MnO2、CuO、Fe3O4、C、FeS（硫化亚铁）蓝色：CuSO45H2O、Cu(OH)2.CuCO3.含Cu2+溶液、液态固态O2（淡蓝色）红色：Cu（亮红色）、Fe2O3（红棕色）、红磷（暗红色）黄色：硫磺（单质S）、含Fe3+的溶液（棕黄色）绿色：FeSO47H2O、含Fe2+的溶液（浅绿色）、碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3无色气体：N2、CO2、CO、O2、H2、CH4有色气体：Cl2（黄绿色）、NO2（红棕色）有刺激性气味的气体：NH3(此气体可使湿润pH试纸变蓝色)、SO2有臭鸡蛋气味：H2S沉淀颜色：BaSO4、AgCl、CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2Al(OH)3(白色)；Cu(OH)2(蓝色)；Fe(OH)3(红褐色),酸碱盐的溶解性,K+、Na+、NH4+全溶解硝酸盐全溶；氯化盐只有AgCl难溶；硫酸盐只有BaSO4难溶；,硫酸不溶钡和铅（BaPb）钾、钠、钡碱、氨水溶；钙碱微溶；其他难溶,盐酸不溶银亚汞（AgHg）,碳酸只溶钾钠铵K+、Na+、NH4+,微溶MgCO3、硫酸盐中银和钙（Ag2SO4、CaSO4）,金属活泼性,KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强到弱,钾钙钠镁铝嫁给那美女，锌铁锡铅氢心铁惜钱轻，铜汞银铂金统共一百斤。,1文字叙述型推断题：抓题眼练习1：有一包粉末可能含有碳酸钙、碳酸钠、硫酸钠、硫酸铜、硝酸钠中的一种或几种，某学生为了确定其组成，做如下实验，请根据实验现象进行推断，把相应的物质的化学式填在表中的空格内。,（二）物质的推断,碳酸钙、碳酸钠、硫酸钠、硫酸铜、硝酸钠,碳酸钙、碳酸钠、硫酸钠、硫酸铜、硝酸钠,【小结】文字叙述型推断题给出物质范围和实验现象，让我们推出混合物中一定存在、一定不存在和可能存在的是什么物质。解答时以文字信息为序，寻找并抓住“题眼”，逐步分析“筛选”。,2、框图型推断题：【学生练】（04年南昌市）下图中的各物质均为初中化学常见物质。请根据图示关系回答：,甲物质中的元素共有_种。反应的基本反应类型为_。若常温下乙为无色液体，则A为_；反应的化学方程式可能为_。,【学生练】（04年南昌市）下图中的各物质均为初中化学常见物质。请根据图示关系回答：,甲物质中的元素共有_2_种。反应的基本反应类型为_置换反应_。若常温下乙为无色液体，则A为_H2_；反应的化学方程式可能为H2+CuO=Cu+H2O,【小结】框图型推断题：题目一般不限定物质范围，给出各物质转化关系，要求推断出各未知物。此题型要以物质的转化关系为依据，用逆推法由果求因，再用顺推法加以验证。和上一种题型很相似。,3、表格型推断题【学生练】练习1：有失去标签的硝酸钾、碳酸钠、硝酸银、硝酸钙和稀盐酸五瓶溶液。将其任意编号：A、B、C、D、E，进行两两混合，其现象如下表：,（1）试推断并写出五种溶液中溶质的化学式。A，B，C，D，E。,3、表格型推断题【学生练】练习1：有失去标签的硝酸钾、碳酸钠、硝酸银、硝酸钙和稀盐酸五瓶溶液。将其任意编号：A、B、C、D、E，进行两两混合，其现象如下表：,（1）试推断并写出五种溶液中溶质的化学式。A硝酸银，B碳酸钠，C硝酸钙，D硝酸钾，E盐酸,【小结】表格式推断题：解题时可以抓住某一物质与其他反应最多的或者反应最少的打开突破口；或先不管题目给的实验现象，可以将题中几种物质两两反应的反应自行列表，再与题中表格对照，对号入座即可。,4连线型推断题【学生练】练习1：图中A、B、C、D、E、F各代表下列物质中的一种。凡用直线连接的两种物质均可以发生反应，供图中填写的物质有（1）Na2CO3溶液（2）MgSO4溶液（3）BaCl2溶液（4）稀H2SO4（5）Fe（6）Cu(NO3)2溶液。试推断A、B、C、D、E、F各是什么物质？,【学生练】练习1：图中A、B、C、D、E、F各代表下列物质中的一种。凡用直线连接的两种物质均可以发生反应，供图中填写的物质有（1）Na2CO3溶液（2）MgSO4溶液（3）BaCl2溶液（4）稀H2SO4（5）Fe（6）Cu(NO3)2溶液。试推断A、B、C、D、E、F各是什么物质？,A是MgSO4溶液B是BaCl2溶液C是Na2CO3溶液D是稀H2SO4E是Cu(NO3)2溶液F是Fe,【小结】连线型推断题：解题时可以抓住某一物质与其他都反应的或者反应最多的或最少的打开突破口；或先不管题目给反应顺序，将题中几种物质两两反应的反应自行列表，再与题中物质间反应关系对照，最后根据反应个数确定各物质。,二、物质的分离、提纯、除杂和共存,（一）物质的共存物质共存的实质就是离子的共存。在溶液中不能共存的有：1、能发生复分解反应2、能反应的酸碱盐3、活泼的金属和酸4、活泼的金属和不活泼的金属盐溶液,下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，且溶液为无色透明的是：A：K+、MnO4-、Cu2+、SO42-B：Na+、CO32-、NO3-、Cl-C：K+、Cu2+、SO42-、HCO3-D：K+、Na+、Cl-、SO42-,还应该注意附加隐含条件的应用规律：,1、无色透明溶液时，溶液中肯定没有有色离子。2、碱性溶液中肯定不存在能与OH-反应的离子；酸性溶液中肯定不存在能与H+反应的离子。3、能与金属反应生成氢气的溶液，考虑OH-和H+的存在。,1、下列各组物质在溶液中能够大量共存的是（）A.BaCl2NaClH2SO4B.H2SO4NaClNa2CO3C.Na2SO4KNO3NaOHD.NaOHH2SO4HCl2、下列各组物质在水溶液中不反应（即能共存）的是（）A.FeCl3、FeSO4、KOHB.HCl、HNO3、AgNO3C.NaNO3、NaCl、NaOHD.CaCl2、BaCl2、Na2SO4.,（二）、物质的分离与提纯（除杂）,物质的分离：将混合物中各组成物质分开，得到比较纯净的物质，并且要求恢复到原来状态。,物质的提纯（除杂）：将混合物中的主要成分（或某种指定物质）净化，而把其它杂质除去。,物质的分离,对下列实验方法的理解,不正确的是A.过滤与筛选的原理是类似的,都是把颗粒大小不同的物质分离开B.蒸发就是使溶液中的溶剂分子在外界条件的影响下逸出液面C.蒸馏就是使液体中的分子在外界条件的影响下逸出液面再重新凝结为液体D.结晶就是把溶液中的溶质转化为难溶的沉淀析出,除杂（提纯）的原则：不增不减、易分离,除杂的方法：物理方法和化学方法,物理方法1、过滤法：用来除去可溶物和不溶物常见不溶于水的沉淀有：AgCl、PbSO4、BaSO4、大多数的碳酸盐、以及Cu(OH)2、Fe(OH)3、Al（OH）3等氢氧化物、MnO2等。例：KCl(AgCl)、Na2SO4(BaSO4）、NaCl(MnO2)2、结晶法：大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大，少数固体物质的溶解度受湿度的影响很小，极少数固体物质的溶解度随湿度的升高而减小例：下列混合物适宜用结晶法分离的是()A.NaNO3Na2CO3B.NaNO3NaClC.NaOHMg(OH)2D.NaClBaSO43.磁铁吸引：分离有磁性和无磁性的：铁粉和硫粉铜粉和铁粉4.洗气法：H2(H2O)CO2(H2O),化学方法：(沉淀法、气体法、置换法、吸收法、加热法)1.沉淀法：使混合物中的杂质与适当试剂反应，生成沉淀通过过滤而除去。例：.如何除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)，用化学方程式表示NaCl(Na2SO4)_HCl(H2SO4)