物质检验实验方案的设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学实验方案设计,-,第三节 物质检验实验方案的设计,设计、制作：鱼一哲,一、物质检验概述,1,、什么是物质的检验？,物质的检验是根据物质的特殊性质和特征反应，选择恰当的试剂和方法，采取合理的步骤，准确的观察反应中的明显现象，如,颜色的变化、物质的溶解、沉淀，气体的生成、气体的气味、火焰的焰色,等，进行综合判断和严密推理而得出正确的结论。,物质的检验在中学阶段通常有,鉴定、鉴别和推断,三类。,共同点：均需根据物质的特征反应，选择恰当的试剂和方法，准确观察反应中颜色的改变、沉淀的生成和溶解、气体的生成及气味、焰色等现象加以判定必要时写离子方程式或化学方程式。,不同点：,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，分别检出物质的组成元素或离子。,鉴别,通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性区别于另一种；也可根据几种物质气味、溶解性、溶解时热效应等一般性质的不同加以区别。,推断,是通过已知实验事实，根据性质分析推理出被检验物质的组成或名称。,2,、物质检验的三种类型,3,、物质检验的基本要求,反应要有明显的外部特征：反应应有溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解，气体的产生等。,注意反应进行的条件；,避免或排除干扰物质的影响：,需检验的物质中已经有干扰的物质存在，则需选择试剂，对干扰物质进行排除；,须分次加入不同鉴别试剂才能检验时，加入的前一试剂可能会引入干扰物质；,4,、物质检验的常用方法,（,1,）根据被检验物质物理性质的差异，物理方法有：,观察法；嗅试法；水溶法；加热法；焰色反应法；丁达尔现象法等。,（,2,）根据被检验物质的化学性质，化学方法有：加热法；显色法；试剂法；分组法等。,5,、物质检验的一般步骤,一般步骤：,1,、对试样进行外观观察：色、态、气味,2,、准备溶液：固体则少量溶解,液体取少量直接检验,3,、进行检验：看各成分离子间是否有干扰，如果有干扰离子则先检验干扰离子，后排除,1,、常见阳离子的检验：,Na,+,、,K,+,、,Ba,2+,、,Mg,2+,、,Al,3+,、,H,+,、,NH,4,+,、,Fe,3+,、,Fe,2+,、,Cu,2+,；,2,、常见阴离子的检验：,Cl,-,、,Br,-,、,I,-,、,SO,4,2-,、,CO,3,2-,、,SO,3,2-,、,AlO,2,-,、,SiO,3,2-,；,3,、常见气体的检验：,H,2,、,CO,、,CH,4,、,O,2,、,Cl,2,、,HCl,、,CO,2,、,NH,3,、,C,2,H,2,、,C,2,H,4,、,NO,、,NO,2,；,二、常见物质的检验,4,、重要有机物的检验,常用试剂：酸性,KMnO,4,溶液、溴水、银氨溶液、,新制,Cu,（,OH,）,2,悬浊液、,FeCl,3,溶液等,实例体验,1,：教材,P85,示例,3,实例体验,2,：,设计一实验证明,A1,2,(SO,4,),2,与,Na,2,C0,3,两溶液混合，所得的沉淀是,Al(OH),3,，而不是,A1,2,(CO,3,),2,。,解析,要证明一物质是不是碳酸盐，应让其与稀,HCl,反应，能不能产生无色无味气体。具体的操作如下：取少量饱和,Al,2,(SO,4,),3,溶液于烧杯中，加入少量饱和,Na,2,CO,3,溶液，搅拌，过滤，洗涤沉淀,2,3,次,(,因为沉淀中会含有,Na,2,CO,3,溶液，影响实验结果,),，取少量沉淀于试管中，滴入稀,HCl,，仔细观察有无气泡生成。,三、未知物的检验,未知物的检验就是利用物质（或离子）的检验方法（特征反应），根据实验现象检验未知物是（或含有）什么，或可能是（或可能含有）什么。,未知物检验常见类型：,1,、阳离子检验,2,、阴离子检验,3,、阴阳离子混合的检验,例,1,在某溶液中，可能含有下列离子：,Ba,2+,、,Fe,3+,、,Ag,+,、,Al,3+,，请设计实验检验溶液中存在或可能存在的离子。,分析：从颜色分析有,Fe,3+,，又,Ag,+,干扰其他离子的检验，先检验,Ag,+,，再除去,Ag,+,排除干扰，又,Ba,2+,、,Al,3+,互不干扰，取上层清液加,Na,2,SO,4,溶液检验,Ba,2+,，加,NaOH,至过量取上层清液滴加盐酸检验,Al,3+,。,待测溶液,足量,NaCl,溶液,溶液,白色沉淀,Na,2,SO,4,白色沉淀,溶液,过量,NaOH,溶液,红褐色沉淀,部分沉淀溶解,观察,有,Fe,3+,是否共存,滴加盐酸,白色沉淀,例,2,某未知溶液中可能含有下列离子：,SO,4,2-,、,CO,3,2-,、,Cl,-,、,SiO,3,2-,，请设计实验检验。,分析,：,检验,SO,4,2-,、,Cl,-,均受到,CO,3,2-,的干扰，所以先检验,CO,3,2-,、,SiO,3,2-,再除去，又,SO,4,2-,干扰,Cl,-,的检验。先检验,SO,4,2-,最后检验,Cl,-,。,具体步骤,：取少量溶液加,过量,稀硝酸如果有气体生成的说明有,CO,3,2-,，有白色沉淀生成的说明有,SiO,3,2-,，反之没有。取反应后溶液加足量的硝酸钡，如果有白色沉淀现象说明有,SO,4,2-,，再取以上反应后溶液加,AgNO,3,，有白色沉淀现象说明有,Cl,-,。,例,3,：在某澄清、透明的浅黄色溶液中，可能含有下列离子：,K,+,、,NH,4,+,、,Fe,3+,、,Ba,2+,、,Al,3+,、,SO,4,2-,、,HCO,3,-,、,Cl,-,，试设计实验，检验溶液中存在或可能存在的离子。,分析,：,初步判断有,Fe,3+,，无,HCO,3,-,， 又,Ba,2+,、,SO,4,2-,是不能共存的，再分别取少量原溶液进行检验有无,NH,4,+,、,K,+,、,Al,3+,、,Ba,2+,、,SO,4,2-,、,Cl,-,。,实验设计,：,1,、先用焰色反应检验,K,+,的存在；,2,、 加硝酸钡溶液检验,SO,4,2-,的存在，有,SO,4,2-,则溶液中无,Ba,2+,，如果无,SO,4,2-,，则需取原溶液加稀硫酸检验,Ba,2+,；,3,、检验,Cl,-,的存在要先除去,SO,4,2-,再加硝酸银溶液检验；,4,、用氢氧化钠溶液检验,Al,3+,的存在 ；,5,、用浓碱加热检验,NH,4,+,的存在。,1,、未知物检验的一般步骤,：,利用离子或物质的特征反应，检验步骤与离子检验的步骤基本相似。,小结,2,、未知物检验注意事项,：,（,1,）离子间的共存问题；,（,2,）离子间的干扰问题；,（,3,）所加试剂在何种情况下必须是过量的；,（,4,）语言叙述要准确。,外观观察,准备溶液,进行检验,可能含有的离子进行分析,四、物质的鉴别,不用任何试剂鉴别多种物质,一般有三种基本形式,:,顺序型 通过观察、加热、焰色反应或两两混合等方法先确定其中的某种物质，再用这种物质作为新试剂来鉴别组内物质。,一次型 用某种方法鉴别出一种物质后，这种物质与组内其它物质反应分别呈现不同的现象，从而一次性地鉴别出组内各物质。,分组型 依据某种原理将待鉴别的物质分成几组，在分别加以分析鉴别。,1,、基本类型,实例分析,只用一种试剂鉴别多种物质,常用的试剂有溴水、氯化铁溶液、纯碱溶液、新制氢氧化铜悬浊液等。,先分析被鉴别的物质的水溶性、密度、酸碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别,例如,:,用一种试剂鉴别：,NH,4,Cl,、,NaCl,、,Na,2,CO,3,在鉴别多种酸、碱、盐溶液时，可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即鉴别的溶液多数为酸性时，可选用碱性或水解呈碱性的盐的溶液做试剂；若被鉴别的物质多呈碱性时，可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂。,例如：,硫酸钠、硫酸铵、硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁等；,硫代硫酸钠、硫化钠、亚硫酸钠、碳酸钠、偏铝酸钠、氯化钠等,例,:,怎样鉴别乙酸、乙醛和乙醇三种有机物？,任选试剂鉴别多种物质,所选试剂与被检物质反应要有高的专一性、选择性,反应要快、要完全,反应要有明显的现象或特征,实验步骤尽量少,例如：现有,KCl,、,Na,2,CO,3,、,AlCl,3,、（,NH,4,）,2,SO,4,四种无色溶液，请选择恰当试剂加以区分。若只能选一种试剂一次性区分开来,该试剂为,.,2,、鉴别物质的操作中注意事项,*鉴别多种物质时要编号；,*鉴别时，不能在原试剂瓶中直接加入试剂进行检验。每次取少量，液体每次取,1,2,毫升，一般固体取少许或配成溶液后使用；,*气体用导气管导出。,3,、鉴别题解答时文字表达要求,不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若用原瓶操作，污染了原瓶中试剂，要有,“,各取少许,”,字样。,不许,“,指名道姓,”,：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，应该叙述,“,若,(,现象,),，则证明有,”,，叙述时不可出现,“,取某某物质加入某某试剂,”,的字样。,一般简答顺序为：各取少许,溶解,加入试剂,描述现象,得出结论,原理（方程式）,五、设计物质检验方案的一般原则,1,充分利用离子的特征反应。例如，鉴别,NH,4,NO,3,、,K,2,SO,4,、,(NH,4,),2,SO,4,、,KNO,3,四种白色固体，其中,NH,4,+,检验的特征反应是利用,NH,4,+,和,OH,-,反应，,Cl,-,检验的特征反应是利用,Cl,-,和,Ag,+,的特征反应，,SO,4,2-,检验的特征反应是利用,SO,4,2-,和,Ba,2+,的特征反应。根据上面分析，可以选用,Ba(OH),2,溶液作为检验这四种盐的试剂。,2,确定检验操作顺序要“先简后繁”。例如，鉴别,NH,3,、,C1,2,、,N,2,，,CO,2,、,NO,2,、,O,2,等六种气体。一观颜色，将,C1,2,(,黄绿色,),、,NO,2,(,红棕色,),先检出；二用湿润的红色石蕊试纸将,NH,3,检出；三用点燃将能使带火星的火柴棒复燃的,O,2,检出；四用试剂，把剩余两瓶气体通入澄清石灰水中，振荡，其中可使澄清石灰水变浑浊的是,CO,2,，余下的是,N,2,。,3,按“先活后惰”的原则确定物质检出的顺序。例如，将己烯、己烷、苯、甲苯四种无色溶液进行一一区别。其中己烯最活泼，甲苯次之，己烷最不活泼，所以在鉴别时，应先将最活泼的己烯用溴水将其检出，其次用,KMnO,4,(H,+,),溶液将甲苯检出，最后用硝化反应将苯检出，最后剩下的就是不活泼的己烷,物质检验典例回顾,1,、,有五种无色溶液：,NaCl,、,K,2,S,、,NaAlO,2,、,NaHCO,3,、,BaCl,2,。要求只用一种试剂一次将它们区别开来，这试剂可以是下列的（ ）,A,稀盐酸,B,稀硫酸,C,氯化钡溶液,D,硝酸银溶液,B,2,、,用一种试剂即可鉴别,NaCl,、,MgCl,2,、,FeCl,2,、,AlCl,3,、,FeCl,3,、,CuCl,2,、,（,NH,4,）,2,SO,4,7,种溶液，该试剂是（ ）,A,NaOH,溶液,B,氨水,C,Ba(OH),2,溶液,D,AgNO,3,溶液,AC,3,、,只用水就能鉴别的一组物质是 （ ）,A,苯、乙酸、四氯化碳,B,乙醇、乙醛、乙酸,C,乙醛、乙二醇、硝基苯,D,苯酚、乙醇、甘油,E,、,NaOH,、,NH,4,NO,3,、,Na,2,CO,3,固体,F,、,CuSO,4,、,CaCO,3,、,Na,2,CO,3,粉末,A,、,E,、,F,4,、常温下，下列各组物质不能用一种试剂通过化学反应区别的是（ ）,A,MnO,2,、,CuO,、,FeO,B,(NH,4,),2,SO,4,、,K,2,SO,4,、,NH,4,Cl,C,AgNO,3,、,KNO,3,、,Na,2,CO,3,D,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,、,K,2,CO,3,D,5,、一瓶无色气体可能由,CO,2,、,HCl,、,NH,3,、,NO,2,、,NO,、,H,2,中的一种或几种组成，将此气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少了一部分。继续通过装有,Na,2,O,2,固体的干燥管，发现从干燥管中出来的气体呈红棕色。再将该气体通入盛满水且倒立于水槽中的试管中，最后发现试管里仍充满液体，请回答：,（,1,）原气体中一定含有：,，一定不含有,。,（,2,）由最终结果可知原气体中,和,气体的体积比为：,6,、在某澄清、透明的溶液中，可能含有下列离子：,K,+,、,NH,4,+,、,Fe,3+,、,Ba,2+,、,Al,3+,、,SO,4,2-,、,HCO,3,-,、,Cl,-,中的几种。,（,1,）取少量原溶液，滴加足量用盐酸酸酸化的,Ba(NO,3,),2,溶液，出现白色沉淀，过滤。,（,2,）取（,1,）的滤液，滴加用硝酸酸化的,AgNO,3,溶液，出现白色沉淀。,（,3,）取少量原溶液，滴加,NaOH,溶液至过量，整个过程无气体产生，只有红褐色沉淀。,则原溶液中肯定存在的离子,;,肯定不存在的离子,;,可能存在的离子,.,7,、有一瓶无色气体，可能含有,H,2,S,、,CO,2,、,HBr,、,HCl,、,SO,2,气体中的一种或几种，将其通入稀氯水中得到无色溶液，向此溶液中加入溶液，产生白色沉淀，则原气体中不能确定是否有的气体是： （ ）,A,、,SO,2,和,HCl B,、,CO,2,和,H,2,S C,、,HCl,和,CO,2,D,、,CO,2,和,SO,2,C,B,8,、在一接近中性的含,Na,+,的澄清溶液中，可能还存在,NH,4,+,、,Fe,2+,、,Br,-,、,I,-,、,CO,3,2 -,、,SO,3,2,-,6,中离子中的几种，在此溶液中滴加足量氯水后,:,发现有气泡产生；溶液呈橙黄色；溶液中加入,BaCl,2,溶液无沉淀生成； 溶液不能使淀粉变蓝。根据上述实验事实推断，该溶液中肯定不存在的离子组是,A,、,NH,4,+,、,Br,-,、,CO,3,2,-,B,、,Fe,2+,、,I,-,、,SO,3,2,-,C,、,NH,4,+,、,Br,-,、,SO,3,2,-,D,、,Fe,2+,、,I,-,、,CO,3,2,-,