2013版中考化学总复习（人教版）精讲精练：专题5　物质的检验、提纯与推断

专题五物质的检验、提纯与推断一、物质的检验1特点及类型物质的检验包括两个方面的内容：物质的鉴定和物质的鉴别。(1)物质的鉴定根据物质特有的性质确定是否为该物质。(2)物质的鉴别根据物质性质的差异，将物质一一区分开来。被鉴别的物质有：常见气体的检验，离子的检验及日常生活中一些物质的检验等。类型：不限试剂鉴别一组物质，只用一种试剂鉴别一组物质，不加任何试剂鉴别一组物质。2原则物质检验的原则为：方法力求简单、试剂消耗要少、现象直观明显、防止干扰。3解题策略(1)明确物质检验的基本方法。物理方法：根据物质的特殊物理性质，如颜色、气味、水溶性等，通过观察、分析、判断，得出结论。化学方法：利用物质的特殊化学性质，反应时产生的特征现象，即所选的试剂和被检验的物质在发生反应时，必须能够产生下列现象之一：变色；放出气体(通常指产生气体的气味或在溶液中反应时产生的气泡)；生成沉淀(注意观察沉淀的颜色及在酸中的溶解性)，通过观察、分析，得出结论。其区分过程一般分为：a取被鉴别物质的溶液(如是固体，一般先取少量配制成溶液)各少量；b分别加入某试剂充分反应；c观察实验现象；d根据现象，分析、判断，得结论。可归纳为：取物质加试剂观现象得结论。(2)常见气体的检验方法及现象物质检验试剂或方法或装置反应现象结论或化学方程式O2带火星的木条木条复燃氧气能支持燃烧CO2澄清石灰水澄清的石灰水变浑浊Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OH2点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯烧杯内壁产生水珠2H2O22H2OCO点燃，在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯烧杯内壁变得浑浊模糊2COO22CO2CH4点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯一会儿，迅速把烧杯倒过来，向杯内注入澄清石灰水烧杯内壁有水珠，石灰水变浑浊CH42O2CO22H2O(3)常见离子的检验方法及现象物质检验试剂反应现象结论或化学方程式酸(H)紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液变红色酸能使石蕊溶液变红色加入锌粒产生大量气泡，气体能燃烧ZnH2SO4=ZnSO4H22H2O22H2O碱(OH)无色酚酞溶液无色酚酞溶液变红色碱能使酚酞溶液变红色盐酸及可溶性盐酸盐(即Cl的检验)AgNO3和稀硝酸白色沉淀AgNO3HCl=AgClHNO3硫酸及可溶性硫酸盐(即SO的检验)BaCl2或Ba(OH)2或Ba(NO3)2溶液和稀硝酸白色沉淀BaCl2H2SO4=BaSO42HCl碳酸盐(即CO的检验)稀盐酸、澄清石灰水产生大量无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O可溶性铜盐(Cu2)氢氧化钠溶液蓝色沉淀CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4可溶性铁盐(Fe3)氢氧化钠溶液红褐色沉淀FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl温馨提示 可溶性碱是常用的试剂。如Ba(OH)2中的OH能使阳离子Fe3、Cu2、Mg2产生不同颜色的沉淀，并能使NH产生气体；Ba2能使CO、SO产生不同性质的沉淀，在鉴别、鉴定、推断中成为较为理想的试剂。碳酸盐和酸反应产生气体这一特性也常是推断的“关键”。(4)日常生活中物质的特定检验方法棉织品、毛织品、化纤的鉴别：分别燃烧会产生不同现象：棉织品燃烧产生棉花燃烧的气味，没有熔珠；毛制品燃烧产生与毛发燃烧相同的气味，没有熔珠；化纤燃烧产生与石油燃烧相同的气味，燃烧处有熔珠。硬水、软水的鉴别：用肥皂水鉴别。化肥的鉴别：磷肥呈灰白色，铵态氮肥有氨味。假黄金的鉴别假黄金通常是用铜锌合金伪造的，可用盐酸加以鉴别，如有气泡产生，说明该物质中含锌，是假黄金。热塑性塑料和热固性塑料的鉴别取样，加热，能熔化的是热塑性塑料，不能熔化的是热固性塑料。二、物质的分离与提纯1特点气体混合物的除杂或分离；利用过滤、结晶、蒸馏等方法分离与提纯混合物；金属混合物的分离与除杂；酸、碱、盐溶液中某杂质离子的除去等。2分离提纯混合物常用的方法(1)物理方法及适用范围提纯方法适用范围理论依据举例过滤不溶性固体与液体或可溶性固体与不溶性固体物质的溶解性不同提纯粗盐结晶可溶性固体与可溶性固体物质的溶解度受温度影响不同硝酸钾和氯化钠蒸馏液体与液体液体的沸点不同制取蒸馏水(2)化学方法沉淀法：将混合物中某种成分与某一试剂反应生成沉淀而分离出来。气化法：利用混合物中某种成分与某一试剂反应生成气体而分离出来。转化法：将杂质用化学试剂转化为待提纯物。酸、碱反应法：用酸或碱把杂质转化为可溶性物质而除去。3解题策略(1)分离与提纯不同分离：将混合物中各物质分开，要保留其中各种物质，且要恢复到原来的状态。提纯：需加入试剂除去杂质，被提纯物质必须恢复原状态且不能引入新杂质。具体要求是：不增、不减、简便、安全、试剂易得、效果最好。(2)分离提纯三原则不增(不增加新杂质)；不减(不减少主要成分)；易分离(杂质转化为沉淀、气体等，易分离除去)。(3)明确除杂的几个优化原则若同时有几种方法能除去杂质，则选用步骤简单、操作简便、除杂最干净的方法；应尽量选择既可除去杂质，又可增加主体物质质量的方法，即“一举两得”；先考虑物理方法(如过滤、蒸发结晶、蒸馏、升华等)，再用化学方法(如沉淀法、吸收法、转化法等)。三、物质的推断1特点物质的推断是根据物质的特征性质，利用已知实验现象或相互转化关系进行判断推理，确定物质的名称或成分。2类型(1)气体、单质、氧化物、酸碱盐的推断(2)确定混合物中一定、可能或没有的物质的推断(3)离子组合物质的推断(4)开放性推断(答案不唯一)等3解题策略(1)明确解题思路：(2)明确物质推断的一般方法：一点击破，顺逆推断抓住“突破口”，直接得出结论，然后用顺向或逆向或由两边向中间推断，逐一导出其他结论。相遇组合，对比推断采用类似数学中的“相遇”方法用图中列出的各物质反应次数，再由各物质的性质及反应规律列出各物质反应次数，然后对号入座推断出各物质。提出假设，讨论推断在分析题目所给条件的基础上，提出假设后进行反复验证，逐步缩小范围，排除不合题意的结论。(3)找准推断的突破口：推断物质时常借助物质的特征性质或反应时的特征现象作为解题的突破口。温馨提示 突破口的选择：颜色特征沉淀物特征 考向一物质的检验【例1】 下列各组物质的溶液不用其他试剂就可鉴别的是()。AHClCuSO4KNO3Na2SO4BFeCl3HClNaClNaOHCCaCl2K2CO3HCl(NH4)2CO3DNaNO3Na2SO4HClH2SO4解析：A中只鉴别出CuSO4溶液；B中通过观察颜色可鉴别出FeCl3溶液；再将FeCl3溶液分别滴入装有少许剩余溶液的试管中，有红褐色沉淀产生的为NaOH溶液；再把红褐色沉淀分别装入2支试管中，分别滴入剩余溶液，红褐色沉淀消失的，滴入的为HCl溶液，没有变化的为NaCl溶液；C中无法鉴别出K2CO3和(NH4)2CO3溶液；D中各溶液都无法鉴别。答案：B方法归纳 对于不用任何外加试剂的溶液鉴别题，一般采用两种方法。一是逐一鉴别法：即首先找出有色的溶液(如CuSO4、FeCl3、FeCl2等)，并用此物质来鉴别其他物质，逐一鉴别出各种物质。二是可采用连线法分析，即将物质两两混合，看反应现象，若反应现象不同，说明此组物质可以鉴别出来。考向二物质的推断【例2】 一包白色粉末，由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4、NaOH中的两种或两种以上的物质混合而成。为探究其组成，进行如下实验：(1)取少量白色粉末，向其中加入足量的水，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和无色滤液，则原白色粉末中一定不含有_。(2)取实验(1)滤出的白色沉淀，向其中加入足量的盐酸，沉淀全部溶解，并产生无色气体，则原白色粉末中一定含有_。根据上述实验可推断：原白色粉末的组成有_种可能。解析：解答本题的关键是要认真分析实验现象，从现象分析实质，从“白色沉淀”和“无色溶液”分析，一定无硫酸铜，“白色沉淀”可全部溶于足量盐酸，且有气体产生，说明“白色沉淀”中一定有CaCO3。答案：(1)CuSO4 (2)CaCO34方法归纳 解答此类试题时，首先要认真分析实验现象，从现象分析实质，作出判断，同时要熟悉各种物质之间的反应和物质的性质，抓住物质的特征寻求突破口，然后顺着题意层层深入，逐步推断出混合物的组成。考向三物质的分离和提纯【例3】 下列除去杂质的方法中正确的是()。选项物质杂质除杂质的方法ACaCl2溶液稀盐酸过量碳酸钙、过滤BKOH溶液KCl适量稀盐酸CNaCl溶液Na2CO3适量硝酸钙溶液、过滤DO2CO通过灼热的氧化铜解析：A中CaCl2溶液混有稀盐酸，加入过量的碳酸钙，CaCl2不反应，稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、CO2和水，再过滤，把多余的碳酸钙过滤出来，剩余溶液为CaCl2溶液；B中加入稀盐酸，把KOH反应了，而杂质KCl没有除去；C中加入硝酸钙后，能把Na2CO3除去，但又引入新杂质NaNO3；D中通入灼热的氧化铜能把杂质CO除去，而又引入新杂质CO2。答案：A方法归纳 解答此类题目，关键是抓住要提纯的物质与杂质性质的差异和联系，选用适当的试剂和操作方法进行分离或提纯。物质的提纯需要加入试剂除去杂质，被提纯的物质必须恢复原状。物质除杂的一般原则：方法简单，便于操作；不减少被提纯的物质的质量；除杂质时不能引入新杂质；用化学方法除杂时，所用的试剂种类尽量少；不能污染环境。1某气体由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成，点燃该气体后，依次通过右图所示的装置，测得两装置的质量均增加，则下列对气体组成的推断不正确的是()。A可能只有甲烷 B可能只有氢气C可能是甲烷和一氧化碳 D可能三种气体都存在2利用不同物质性质不同区分或分离物质是化学科学的重要方法，下面区分各物质的方法中，不合理的是()。被区分的物质区分方法A.冰干冰各取一块置于表面皿中，观察有无白雾生成B.硬水软水各取50 mL分别滴加等量肥皂水，搅拌，观察产生泡沫多少C.生石灰熟石灰各取一药匙分别置于20 mL水中，搅拌，测量温度D.烧碱纯碱各取少量溶液于试管中，分别滴加酚酞试液，观察颜色变化3.除去下列物质中的少量杂质，所选用的试剂及反应类型均正确的是()。选项物质(括号内为杂质)试剂反应类型AH2O(H2O2)足量MnO2分解反应BCa(OH)2(CaO)适量稀盐酸化合反应CCO2(CO)足量CuO置换反应DCuO(Cu)足量O2复分解反应4 下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中X是()。A稀盐酸 B稀硫酸 C硫酸钠溶液 D澄清石灰水5下列有关物质的检验、区分、分离、提纯所用的试剂或方法错误的是()。选项实验目的所用试剂或方法A检验NH4NO3溶液和K2SO4溶液NaOH溶液或Ba(NO3)2溶液B除去生石灰中含有的杂质石灰石水或稀盐酸C从H2O2溶液制氧气的残余物中分离出MnO2过滤或蒸发D区分失去标签的浓硫酸和稀硫酸水或小木条6(1)从碳酸钠溶液肥皂水紫色石蕊试液中选择鉴别下列物质的合适物品(填序号)：A二氧化碳与一氧化碳_；B氢氧化钠溶液与澄清石灰水_；C硬水与软水_；(2)写出除去氮气中少量二氧化碳的化学方程式：_。7. 有一混合溶液是由稀硝酸、碳酸钾溶液、稀硫酸、氯化铜溶液中的两种简单混合而成(两种溶液不反应)，向该混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液，产生沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如下图所示。(1)该溶液由_和_两溶液混合(填化学式)；(2)请写出ab段生成沉淀的化学方程式：_。8某校科技节的实验比赛中，老师先向大家展示了KNO3、CaCO3和CaCl2三瓶白色粉末，然后取一些KNO3固体于研钵中，接着用一纸板挡住同学们的视线，告诉大家打算继续取CaCO3、CaCl2在研钵中混合。过一会儿老师拿开纸板，向同学们展示研钵中的白色粉末。请设计一个实验方案，判断老师是否取了CaCO3、CaCl2于上述研钵中。叙述实验操作、预期现象和结论。提供的试剂有：稀硝酸、蒸馏水、Na2CO3溶液、AgNO3溶液实验操作预期现象与结论_，说明老师取了CaCO3_，说明老师取了CaCl29.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，科学家正在研究分离出空气中的CO2，然后在催化剂作用下使CO2和H2反应合成汽油、甲醇等有机物。请回答以下问题：(1)实验室中可选用制取氢气的装置_。简述实验中将锌粒加入容器的方法是_。(2) 某同学设计下图装置分离CO2和CO。实验开始时关闭活塞b，打开活塞a，将混合气体从导管口通入，所得纯净气体从导管c逸出(假设完全反应)，此时逸出的气体是。混合气体通入完毕后，再关闭活塞a，打开活塞b，使分液漏斗中的稀硫酸进入广口瓶，此时逸出的气体是。10我国制碱工业的先驱侯德榜将制碱与制氨结合起来的联合制碱法，为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了杰出的贡献。其生产工艺流程示意图如下：(1)粗盐水中主要含有Ca2、Mg2、SO等杂质离子，工业上常用加入稍过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液及适量的盐酸等除杂、精制。则加入试剂合理的顺序为_、盐酸(只写一种)。加盐酸的作用是(用化学方程式表示)_、_。部分物质溶解性(室温)OHSOCOMg2不溶微Ca2微微不Ba2溶不不(2)制碱原理为：NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl，该反应原理可看作是由CO2NH3H2O=NH4HCO3和NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl两个反应加合而成，则反应类型为_。(3)X的化学式为_。(4)Y是滤液中的最主要成分，Y与Ca(OH)2反应的产物之一可用于循环使用，该产物的名称为_，Y的化学式为_，写出Y的一种用途_。11框图中A是人体胃液中含有的成分，B用于改良酸性土壤，G是铁锈的主要成分(Fe2O3xH2O)，E、F、I为无色气体。根据图示回答下列问题。(1)写出有关物质的化学式：B_，C_。(2)写出反应的化学方程式：_。(3)反应属于_反应(填反应类型)。(4)日常生活中为了阻止反应发生，通常采取的措施是_(写一条)。(5)要使反应能够发生，需要反应物B和M，其中M的化学式为_。12A、B、C、D、E是初中化学中的五种常见物质。C、D是单质，C为紫红色固体，D被认为是最清洁的能源。B的浓溶液常用作干燥剂。已知Fe和A、B的水溶液分别能发生反应：FeACE；FeBDE。(1)写出A、B、C的化学式：A_，B_，C_。(2)现有Fe和A、C三种固体组成的混合物，小刚想测定该混合物中C物质的质量分数，他设计并完成了以下实验：你认为，小刚的实验数据处理是否正确(填“正确”或“不正确”)_，理由是_。13冬季，大雪覆盖路面，给交通造成很多麻烦，散撒融雪剂可以使雪很快融化，有效地清除交通雪障。请回答：(1)除使用融雪剂外，常使用铲雪车铲雪，铲雪车的铲斗是用锰钢制造的，锰钢属于_(填写序号字母)。A合成材料 B合金 C金属材料 D化合物(2)氯化钙是常用的融雪剂。工业上以碳酸钙(含有少量Na、Al3、Fe3等杂质)生产氯化钙的主要流程如下：滤渣的主要成分是_(填化学式)；加盐酸酸化，其目的之一是除去未反应的氢氧化钙，写出反应的化学方程式_。(3)已知盐酸盐(金属氯化物)跟AgNO3溶液反应生成白色沉淀。某公司生产的融雪剂由NaCl、NaNO3、MgCl2、CuSO4中的两种物质组成。小明为探究其成分，设计并完成下列实验：请你推断：融雪剂中一定不含的物质是_(填写名称)，融雪剂中一定含有的物质是_(填化学式)。参考答案专题提升演练1B氢气燃烧生成水，只有盛浓硫酸的装置质量增加，与题意不符。2D烧碱与纯碱，其溶液都显碱性，都能使酚酞变红，故无法用加酚酞试液来区分它们。3AB中加盐酸可与Ca（OH）2和CaO都反应，且都是复分解反应，不是化合反应，故错误；C中一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳是两种化合物的反应，不是置换反应，故错误；D中铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜是化合反应，故错误。4B根据无色溶液X使石蕊试液变红色，推断出该溶液是一种酸性溶液；由能与铁反应生成浅绿色溶液，与氧化铜反应生成蓝色溶液，推断出该溶液是一种酸溶液；再由能与Ba（NO3）2反应生成白色沉淀，推断出该溶液是稀硫酸。5B稀盐酸既能与石灰石反应，也能与生石灰反应，故B项除杂选用试剂不正确。6答案：（1）（2）2NaOHCO2=Na2CO3H2O（答案合理即可）解析：（1）A中二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸溶液呈酸性，能使紫色石蕊试液变红，而CO既不溶于水，也不与水反应，即不能使紫色石蕊试液变色，所以，区分两种气体时，可以用紫色石蕊试液；B中，氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液不反应，而澄清石灰水与碳酸钠溶液反应能生成碳酸钙白色沉淀，故可以用碳酸钠溶液区分两种溶液；C中，硬水中加入肥皂水，不产生泡沫，而软水中加入肥皂水可以产生大量泡沫。（2）因二氧化碳能与碱溶液反应，而氮气不能，因而常用碱溶液来除去氮气中的二氧化碳，一般选用氢氧化钠溶液。7答案：（1）HNO3CuCl2（2）CuCl2Ba（OH）2=Cu（OH）2BaCl2解析：由图像知：刚开始无沉淀生成，说明混合液中无K2CO3和H2SO4，即该溶液由HNO3和CuCl2两溶液混合而成。刚加入Ba（OH）2时，Ba（OH）2和HNO3反应无明显现象；当溶液中的HNO3完全反应后，再加Ba（OH）2就与CuCl2反应，生成蓝色沉淀。8答案：实验操作预期现象与结论取研钵中少量混合物于试管中，加入足量的蒸馏水，振荡溶解固体部分溶解，说明老师取了CaCO3取上述试管中的上层清液，加入一定量的硝酸银溶液，并滴加少量稀硝酸有白色沉淀生成且白色沉淀不溶解，说明老师取了CaCl2解析：根据提供的试剂有稀硝酸、蒸馏水、Na2CO3溶液、AgNO3溶液，CaCO3难溶于水，可用加水看是否溶解来说明是否取了CaCO3；加入硝酸银溶液和稀硝酸看是否产生白色沉淀且白色沉淀不溶解来说明是否取了CaCl2。9答案：（1）BD先将容器倾斜或横放，用镊子夹住锌粒放在容器口处，再慢慢直立容器，让锌粒滑到容器底部（2）COCO2解析：（1）实验室制取H2的过程，固液反应不加热，装置应选B、D；向仪器中加块状或大颗粒的固体药品时，要防止药品砸破仪器。（2）CO22NaOH=Na2CO3H2OH2SO4Na2CO3=Na2SO4CO2H2O10答案：（1）NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOHNaOHHCl=NaClH2ONa2CO32HCl=2NaClCO2H2O（2）复分解反应（3）CO2（4）氨气NH4Cl氮肥或化肥或电解液等（或其他合理答案）解析：（1）Mg2与NaOH反应生成Mg（OH）2沉淀而除去，Ca2与Na2CO3反应生成CaCO3而除去，SO与BaCl2反应生成BaSO4沉淀而除去，注意Na2CO3还要除去过量的BaCl2，所以加入Na2CO3溶液一定在加BaCl2溶液后面，加盐酸是除去过量的NaOH和Na2CO3；（2）该反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，为复分解反应；（3）由图示信息可知X为CO2；（4）NH4Cl与Ca（OH）2反应生成氯化钙、氨气和水，用于循环的为氨气，Y为氯化铵，可作为氮肥。11答案：（1）Ca（OH）2H2O（2）CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl（3）置换（4）刷油漆、涂油等（5）NH4Cl解析：由题干中的A是人体胃液的主要成分，可确定A是盐酸；B用于改良酸性土壤可确定B为氢氧化钙，再结合G是铁锈的主要成分，C是A（盐酸）、B（氢氧化钙）的反应产物且通电能反应，则C为水，D即为氯化钙；则H就是碳酸钙。F为C（水）电解后的产物且能和C（水）、J反应生成铁锈，故F为氧气，J为铁。B可与M反应生成D（氯化钙）、C（水）和I（I为无色气体），可推知M应为氯化铵。12答案：（1）CuSO4H2SO4Cu（2）不正确4.2 g紫红色固体中包含有铁和硫酸铜反应生成的铜（铁和硫酸铜反应生成了铜或4.2 g紫红色固体不只是原来的C物质或4.2 g紫红色固体的质量大于原来C物质的质量。其他合理答案均可。没有文字说明不可）解析：（1）由C为紫红色固体单质知C为Cu；由D为最清洁的能源知D为H2；由B的浓溶液用作干燥剂知B为H2SO4；由FeB（H2SO4）D（H2）E知E为FeSO4，再由FeAC（Cu）E（FeSO4）知A为CuSO4，综上可知：A为CuSO4，B为H2SO4，C为Cu，D为H2。（2）混合物（Fe、CuSO4和Cu）中加入稀H2SO4时，Fe会置换出CuSO4溶液中的Cu，这样4.2 g固体中就含有被置换出的Cu，即增加了原C物质的质量。13答案：（1）BC（2）Al（OH）3、Fe（OH）3Ca（OH）22HCl=CaCl22H2O（3）硫酸铜MgCl2 解析：（1）锰钢是铁锰等金属熔合在一起形成的，属于合金。（2）中，由于碳酸钙中含有少量Na、Al3、Fe3等杂质，故加入足量氢氧化钙溶液得到的残渣是Al（OH）3和 Fe（OH）3，目的是达到除杂的目的。（3）由于硫酸铜溶液是蓝色的，而融雪剂溶于水得到的是无色溶液，故可以排除硫酸铜；加氢氧化钠溶液得到白色沉淀，说明含有氯化镁；由于2NaOHMgCl2=Mg（OH）22NaCl ，故不能说明原溶液中一定含有氯化钠。10