高三化学031.doc

东北师范大学附属中学网校（版权所有 不得复制）期数： 0511 HXG3 031学科：化学 年级：高三 编稿老师：张晓娟审稿老师：曲宝琦 同步教学信息预 习 篇第六单元 化学实验方案的设计（九） 物质检验实验方案的设计-1预习篇【教材阅读提示】物质的检验是综合运用化学知识对常见物质进行鉴定、鉴别和推断。1、掌握物质检验的基本思路和步骤。2、掌握常见阴、阳离子及与常见离子有关的物质检验方法。3、掌握物质检验方案设计的基本要求。【学习方法导航】这部分内容是以元素化合物、包括有机物的性质为知识载体，进行思维能力乃至创新能力的培养，试题涉及知识面广，除化学学科知识外，还与相关学科如生物、药学、环境等相互渗透。高中阶段所接触的化学反应大都在溶液中进行，主要是一些离子反应，所以物质检验中很重要的一个方面就是离子的检验。【基础知识精讲】（一）物质检验的要求1、 对反应进行的要求： 有明显的外部特征，如溶液颜色变化、沉淀生成、溶液、气体产生。 反应要在适宜的条件下较快进行：a 浓度 根据勒沙特列原理，增加反应物的浓度，可使化学平衡向生成物方向移动。因此，溶液中被检出离子的浓度必须足够大，这样当加入适当浓度的试剂后，反应才能显著进行，也能观察得到。b 溶液的酸碱性 许多定性反应的进行，都与溶液中的H+离子或OH-离子浓度有关，这就是说，进行定性反应时，必须注意溶液的pH。如S2-离子和 SO32-离子在碱性溶液中可共存，在酸性溶液中才发生氧化还原反应生成硫单质。c 温度 增加温度，一般可以增大化学反应速率。有些很慢的反应，只有在加热的情况下才能进行。但有些反应的生成物的溶解度随温度的升高而增大，就不宜在热溶液中进行。如的溶解度随温度的的升高而迅速加大，所以加盐酸沉淀Pb2+ 离子的反应就不宜在热溶液中进行，反之，如要分离PbCl2，使它溶解，就应该加热。d 介质 大多数有机物不易溶于水，而大多数无机微溶。化合物在有机溶剂中的溶解度比在水中的小，所以在水溶液中加入适当的有机溶剂，可降低沉淀的溶解度。例如在水溶液中加入乙醇，CaSO4的溶解度就显著降低。排除干扰物的影响。2、对反应选择性的要求： 一种试剂如果只与少数几种离子反应，这种反应就叫做选择性反应。与该试剂反应的离子种类越少，反应的选择性越高。如果试剂只与一种离子发生反应，这个反应的选择性最高，这样的反应称为这种离子的特征反应，在物质检验过程中应尽量采用选择性高的反应。（二）物质检验的一般步骤1、对试样的外观进行观察。主要指状态和颜色的观察，从而划定大致可能的离子范围。2、试样的准备。因检验反应一般在溶液中进行，所以当试样是固体时，首先要进行试样溶液的配制过程。3、检验。注意过程中均应移取少量溶液进行检验。（三）物质检验中学化学中有关物质检验通常有鉴定、鉴别和推断三类。1、鉴定鉴定通常是指对于一种物质的定性检验，鉴定是根据物质的化学特性，分别检出阳离子、阴离子。是根据物质的某些特性，也就是所采用试剂或方法只对此例成立，再者要证明全。2、鉴别一般是通过实验分组，一直到两个未知物为一组，只要鉴别了其中之一，另一个也就确定了，也可加入一种试剂有多种现象而鉴别。此类题可任意选用试剂或方法完成之。3、推断推断是通过已知实验事实，根据性质分析推断出被检验物质的组成和名称。要审明题意，明确范围，紧扣现象，推出结论（肯定或否定），同时要注意数据推断对结构结论的影响。（四）物质鉴别的常用方法鉴别方法适用范围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、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物质如鉴别碘或萘焰色法常用于金属或金属离子如钾盐、钠盐的鉴别化学方法加热法常用于易分解的物质如HCO3、NO3、NH4+的盐类；难溶性碱；结晶水合物失水等。显色法利用某些离子在特定试剂中显示特殊颜色检验如用石蕊、酚酞、pH试纸检验H+或OH；Fe3+遇SCN呈血红色等。水溶法被鉴别物质加水后有特殊现象如CuSO4加水变蓝；CaC2加水产生气体点燃法主要用于被鉴别物质的助燃性或可燃性，及可燃物的燃烧现象、产物如H2S的燃烧呈淡蓝色火焰；H2在Cl2中燃烧呈现苍白色火焰指定试剂法主要用于待鉴别物质性质的差异性，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来鉴别分组法被鉴别物较多时，常选择合适试剂把被鉴别物分成若干小组，然后再对各小组进行鉴别如Na2CO3、NaOH、H2O、BaCl2、H2SO4、盐酸六种物质，可选择石蕊试液把上述六种物质分成三组(碱性、酸性、中性)，然后再对各组鉴别特定要求的鉴别只用一种试剂或不用任何试剂等（五）气体物质的检验检验气体是根据气体的特性。一般从：（1）气体的颜色和气味；（2）水溶液的酸碱性；（3）助燃、可燃及燃烧现象和产物；（4）遇空气的变化；（5）其他特性去考虑。方法有：（1）观察法：对于特殊颜色的气体如Cl2(黄绿色)、NO2（红棕色）、I2蒸气（紫红）可据色辨之。（2）溶解法：根据溶于水现象不同区分。如NO2和Br2蒸气均为红棕色，但溶于水后NO2形成无色溶液，Br2形成橙色溶液。（3）褪色法：如SO2和CO2可用品红溶液区分。（4）氧化法：被空气氧化看变化，如NO的检验。（5）试纸法：如石蕊试纸，(CH3COO)2Pb试纸.(6)星火法：适用于有助燃性或可燃性的气体检验。如O2使带火星木条复燃；CH4、C2H2的检验可点燃看现象；CH4、CO、H2则可根据其燃烧产物来判断。还有一些方法如闻气味等，但一般不用。若几种气体在某些检验方法上显出共性（如红棕色的溴蒸气和二氧化氮气体都可以使淀粉碘化钾试纸变蓝；一氧化碳、甲烷、氢气点燃时，火焰都呈淡蓝色），则应注意它们之间的差异，用其他实验来进一步验证。（六）无机物的检验1、阳离子检验离子使用的试剂实验步骤离子方程式发生的现象H+石蕊溶液将石蕊试液滴入被测试液溶液变红K+用白金丝或光亮无锈的铁丝取试液，在无色灯焰上的灼烧(焰色反应)隔蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。Na+同上(焰色反应)火焰呈黄色Ba2+稀H2SO4溶液稀HNO3溶液 在试液中加入稀H2SO4溶液，产生白色沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3Ba2+SO42=BaSO4有白色沉淀产生，且沉淀不溶于稀HNO3，火焰呈黄绿色。Mg2+NaOH溶液NH4Cl溶液取试液加入NaOH溶液即有白色沉淀，加过量NaOH溶液沉淀不溶(与Al3+的区别)，但加入NH4Cl沉淀溶解。Mg2+2OH=Mg(OH)2有白色沉淀产生，加NH4Cl溶液，沉淀溶解。Al3+NaOH溶液HCl溶液在试液中逐滴加入NaOH溶液，在产生的沉淀中加HCl溶液或过量NaOH溶液，沉淀均溶解。Al3+3OH=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O有白色絮状沉淀产生，溶于HCl溶液或过量NaOH溶液，不溶于氨水。Fe2+NaOH溶液KSCN溶液氯水在试液中加入少量NaOH溶液。在试液中加入少量KSCN溶液，振荡观察，然后再加入少量新配的氯水Fe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe2+Cl2=2Fe3+2ClFe3+SCN=Fe(SCN)2+先生成白色沉淀，很快变为灰绿色，最后变为红褐色。加KSCN溶液不变色，加氯水后变红色Fe3+KSCN溶液氨水在试液中加入少量KSCN溶液在试液中加入氨水。Fe2+SCN=Fe(SCN)2+Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+溶液变为红色，红褐色沉淀Cu2+Fe或ZnNaOH溶液氨水在试液中投入铁钉或锌片在试液中加入少量NaOH溶液并加热在试液中加入氨水Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Zn+Cu2+=Cu+Zn2+Cu2+2OH=Cu(OH)2Cu(OH)2CuO+H2OCu2+4NH3H2O=Cu(NH3)42+4H2O在铁钉或锌片上附有红色的铜。先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，加热后转变为黑色CuO生成深蓝色铜氨络离子Ag+稀HCl稀HNO3氨水在试液中加入少量稀盐酸，再加入硝酸。Ag+Cl=AgCl生成白色沉淀，不溶于稀HNO3(溶于浓氨水)。NH4+NaOH溶液红色石蕊试纸在烧杯中取少量试液，加NaOH溶液，表面皿内贴一条 湿润的红色石蕊试纸，反盖在烧杯上，微热。NH4+OHNH3+H2O有刺激性气味气体放出，使湿润的红色石蕊试纸变蓝。2、 常见阴离子的检验离子检验试剂现象离子方程式OH酚酞石蕊甲基橙变红、变蓝、变黄ClAgNO3溶液和稀HNO3生成白色沉淀Ag+ClAgClBr同上生成淡黄色沉淀Ag+BrAgBrI同上，氯水+淀粉生成黄色沉淀Ag+IAgIS2稀盐酸或稀H2SO4产生臭鸡蛋味气体S2+2H+H2SCO32稀盐酸、石灰水；加BaCl2溶液，再加稀HCl产生无味气体，通入石灰水后石灰水变浑浊产生白色沉淀，后溶解产生无味气体CO32+2H+CO2+H2OCO2+Ca2+2OHCaCO3+2H2OBa2+CO32BaCO3BaCO3+2H+Ba2+CO2+H2OSO32加BaCl2溶液和稀盐酸加盐酸或硫酸产生白色沉淀，溶解，并产生刺激味气体(或使品红褪色)Ba2+SO32BaCO3BaSO3+2H2+Ba2+SO2+H2OSO32+2H+SO2+H2OSO42加盐酸和BaCl2溶液产生白色沉淀Ba2+SO42BaSO4NO3与Cu片、浓H2SO4共热产生红棕色气体2NO3+Cu+2H2SO4 Cu2+2SO42+2NO2+2H2O PO43AgNO3溶液，稀HNO3产生黄色沉淀，加适量稀HNO3后又溶解3Ag+PO43Ag3PO4Ag3PO4+3H+3Ag+H3PO4 （七）有机物的检验1、常见有机物的检验有机物所用试剂实验现象化学反应方程式及性质苯浓H2SO4、浓HNO3纯Br2、铁屑有苦杏仁香味产生白雾C6H6+HNO3 C6H5NO2+H2OC6H6+Br2C6H5Br+HBr甲苯KMnO4酸性溶液紫色褪色卤代烃NaOH，AgNO3，HNO3溶液加入NaOH溶液，煮沸后加酸化AgNO3溶液观察沉淀颜色RX+NaOHROH+NaXAg+X = AgX苯酚浓Br2水少量FeCl3溶液白色沉淀显紫色苯酚的显色反应乙醇铜丝(加热至黑，插入乙醇数次)；浓H2SO4、乙醇铜丝表面呈红色，刺激性气味有果香味透明油状液体C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O乙醛银氨溶液Cu(OH)2(新制)酸性KMnO4、Br2水银镜产生砖红色沉淀褪色2Ag(NH3)2OH+CH3CHO2Ag+CH3COONH4+3NH3+H2O 2Cu(OH)2+CH3CHOCH3COOH+Cu2O+2H2OCH3CHO被氧化(了解)甲酸石蕊试液银氨溶液变红银镜反应具有酸性，2Ag(NH3)2OH+HCOOH2Ag+CO2+4NH3+2H2O 乙酸石蕊试液浓H2SO4、乙醇变红；有果香味、透明油状液体具有酸性CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O葡萄糖银氨溶液Cu(OH)2(新制)银镜产生，加热出现砖红色沉淀有醛基性质淀粉I2水变蓝碘遇淀粉变蓝蛋白质加HNO3灼烧变黄，烧焦羽毛，气味蛋白质颜色反应2、常用的试剂高锰酸钾性溶液：烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、甲酸脂、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等均可使酸性高锰酸钾溶液褪色。溴水：烯烃、炔烃、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖，均可使溴水褪色(加成或氧化反应)。银氨溶液：凡含有CHO的有机物如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖均可发生银镜反应。新制的Cu(OH)2碱性悬浊液：羧酸与Cu(OH)2发生中和反应得蓝色溶液。含CHO的物质与新制Cu(OH)2碱性悬浊液加热有砖红色的Cu2O沉淀生成。FeCl3溶液：与苯酚反应形成紫色溶液。【疑难点悟】定性分析的任务无机定性分析的任务是检出物质由哪些元素或原子团组成，或鉴定某一物质是属于哪种单质、化合物或矿物。当我们采用化学分析的方法对物质进行定性分析的时候，一般是首先将要进行分析的样品制成溶液，然后借加入试剂后在溶液中所发生的化学反应，作出有无某种元素或原子团的判断（这类分析方法称为湿法，若试样和试剂均为固体则称为干法）。因此，定性分析一般都是进行离子的鉴定，即检出有无某种阴离子、阳离子。在得知样品的组成成分之后，也就可以断定样品属于什么物质。在实际工作中所遇到的要进行分析的物质，很少是一种纯净的单质或化合物，往往是组成比较复杂的物质。因此，在定性分的中，在对某一成分进行检出时，常常会遇到其他共存组分的干扰。于是，在分析工作中又时常要进行分离处下，或将产生干扰的成分转化为不发生干扰作用的存在形式来掩蔽。因此，在定性分析中所讨论的问题有两个：一是有关离子鉴定反应的问题；二是有关离子的分离的问题。但前者是定性分析的中心问题，后者是派生的。讨论分离总是为了完成鉴定的目的。【教材习题解答】教材第89页部分习题答案习题一：1、OH-，酚酞；CO；稀盐酸；SO，BaCl2溶液2、A：Na2CO3；B：AgNO3；C：Fe(SO4)3；D：AlCl3；E：Ba(OH)23、(1)有其中的一种或两种，因为BaSO4，不溶于水，而CaSO4微溶于水 (2)Fe(OH)3 (3)2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO4、A：Fe、B：FeCl2、C：KCl、D：Fe(OH)3、E：FeCl3习题二：1、B 2、C、D 3、D 4、C 5、B、C