高三化学031.doc

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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

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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：
① 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。
② 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。
③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HNO3
Ba2++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)3↓
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(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+
①NaOH溶液②KSCN溶液氯水
①在试液中加入少量NaOH溶液。
②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
①Fe2++2OH－=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+2H2O+O2
=4Fe(OH)3↓
②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－
Fe3++SCN－=[Fe(SCN)]2+
①先生成白色沉淀，很快变为灰绿色，最后变为红褐色。
②加KSCN溶液不变色，加氯水后变红色
Fe3+
①KSCN溶液
②氨水
①在试液中加入少量KSCN溶液
②在试液中加入氨水。
①Fe2++SCN－=[Fe(SCN)]2+
②Fe3++3NH3·H2O
=Fe(OH)3↓+3NH4+
①溶液变为红色，
②红褐色沉淀
Cu2+
①Fe或Zn
②NaOH溶液③氨水
①在试液中投入铁钉或锌片
②在试液中加入少量NaOH溶液并加热
③在试液中加入氨水
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
Cu2++2OH－=Cu(OH)2↓
Cu(OH)2CuO+H2O
Cu2++4NH3·H2O=
[Cu(NH3)4]2++4H2O
①在铁钉或锌片上附有红色的铜。
②先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，加热后转变为黑色CuO
③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－
①酚酞②石蕊③甲基橙
变红、变蓝、变黄

Cl－
AgNO3溶液和稀HNO3
生成白色沉淀
Ag++Cl－AgCl↓
Br－
同上
生成淡黄色沉淀
Ag++Br－AgBr↓
I－
①同上，②氯水+淀粉
生成黄色沉淀
Ag++I－AgI↓
S2－
稀盐酸或稀H2SO4
产生臭鸡蛋味气体
S2－+2H+H2S↑
CO32－
①稀盐酸、石灰水；②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↑+H2O
CO2+Ca2++2OH－CaCO3↓+2H2O
Ba2++CO32－BaCO3↓
BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O
SO32－
①加BaCl2溶液和稀盐酸
②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++SO32－BaCO3↓
BaSO3+2H2+Ba2++SO2+H2O
SO32－+2H+SO2↑+H2O
SO42－
加盐酸和BaCl2溶液
产生白色沉淀
Ba2－+SO42－BaSO4↓
NO3－
与Cu片、浓H2SO4共热
产生红棕色气体
2NO3－+Cu+2H2SO4 △Cu2++2SO42－+2NO2↑+2H2O
PO43－
AgNO3溶液，稀HNO3
产生黄色沉淀，加适量稀HNO3后又溶解
3Ag++PO43－Ag3PO4↓
Ag3PO4+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
①浓H2SO4、浓HNO3
②纯Br2、铁屑
有苦杏仁香味
产生白雾
C6H6+HNO3 C6H5NO2+H2O
C6H6+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
R—X+NaOHR—OH+NaX
Ag++X－ = AgX↓
苯酚
①浓Br2水
②少量FeCl3溶液
白色沉淀显紫色

②苯酚的显色反应
乙醇
①铜丝(加热至黑，插入乙醇数次)；
②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

②C2H5OH+CH3COOH
CH3COOC2H5+H2O
乙醛
①银氨溶液
②Cu(OH)2(新制)
③酸性KMnO4、Br2水
银镜产生砖红色沉淀
褪色
①2Ag(NH3)2OH+CH3CHO2Ag↓
+CH3COONH4+3NH3+H2O
②2Cu(OH)2+CH3CHOCH3COOH+Cu2O↓+2H2O
③CH3CHO被氧化(了解)
甲酸
①石蕊试液
②银氨溶液
变红
银镜反应
具有酸性，
2Ag(NH3)2OH+HCOOH2Ag↓+CO2↑+4NH3+2H2O
乙酸
①石蕊试液
②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
①银氨溶液
②Cu(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
①加HNO3
②灼烧
变黄，烧焦羽毛，
气味
蛋白质颜色反应
2、常用的试剂
①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。
②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)。
③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。
④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。
⑤FeCl3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)2
3、(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↓+CO
4、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