1、课题一 物质的检验(第 1 课时)1掌握几种无机离子的检验方法。2学习鉴别和检验不同无机化合物、混合物的思路和方法。3了解检测物质组成和结构的常用方法。4学习基本的化学检测方法和 实验设计思路，初步了解 质谱仪 、核磁共振谱仪、红外光谱仪等现代仪器在物质检测中的作用。一、物质的检验物质的组成和结构不同，物理性质、化学性质也就不同。因此，物质组成和结构的检测都是从物质的_入手的。物质的检测就是利用物质的物理性质或化学性质测定其_、结构和_。根据不同的检测目的和任务，可分为_检测、_检测和结构的测定。二、物质的定性检测检验利用不同物质在物理、化学性质上的差异进行鉴别。1常用的检验方法(1)化学法根
2、据物质的某些特殊性质、现象(反应中溶液颜色的改变；沉淀的生成和溶解；气体的生成和气味；火焰的焰色特征等现象)，确定被检物质的存在。(2)仪器分析法采用谱学方法对物质进行检验，常用的谱学方法有：_、_、_、_等。谱学方法是依据_对物质进行分析的方法，属于_方法。2几种分析仪器简介核磁共振谱(NMR) 核磁共振谱分为氢谱( 1H 核磁共振)和碳谱两类，其中比较常用的是氢谱。氢原子在分子中所处的化学环境不同，表现出的核磁性就不同，在核磁谱图中就处于不同的位置，化学环境相同的氢原子越多，吸收峰面积( 或高度) 越大(或高)。因此氢谱能够测定有机化合物分子中氢原子在碳骨架上的位置和数目，进而推断出有机化
3、合物的碳骨架结构。乙醇分子的核磁共振氢谱例如，对乙醇分子结构的测定是高中化学分子结构研究的一个典型例子。在乙醇的核磁共振氢谱中出现了三个不同的峰且峰的面积之比是 123，说明了乙醇分子中存在三种不同化学环境的氢原子，它们的个数比为_。红外光谱(IR) 每种官能团在红外光谱中都有一个特定的吸收区域，因此从一未知物的红外光谱就可以准确判断有机化合物含有哪些官能团。红外光谱不仅可以用于定性鉴定，还可以定量算出样品的浓度。这些谱图的综合应用，基本上可以确定样品分子的结构。乙醇的红外光谱图由乙醇的红外光谱图可知，乙醇分子中含有的化学键为 OH 键、C H 键和 CO 键。根据乙醇的核磁共振氢谱和红外光谱
4、图得到乙醇的结构：_。质谱(MS) 质谱是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。它用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离子各自具有不同的相对质量，它们在磁场的作用下到达检测仪的时间将因质量的不同而先后有别，其结果被记录为质谱图。戊烷的质谱图分子离子与碎片离子的相对质量与其电荷的比值称为质荷比。已知某未知物 A 质谱图(下图)，可推测未知物 A 的相对分子质量为 46，其结构简式为 CH3CH2OH。思考：市售胃舒平药片的辅料中含淀粉，如何用实验证明？答案：一、性质 组成 含量 定性 定量二、1.(2)色谱法 红外光谱法 质谱
5、法 核磁共振波谱法 物理性质 物理2123 思考提示：将适量胃舒平药片研碎后加入试管中，然后加水溶解，再向试管中滴加碘水，溶液变蓝色，表明胃舒平药片中含淀粉。该实验是依据碘遇淀粉 变蓝的原理来检验淀粉的存在。一、鉴定、鉴别与推断1三者联系与区别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。物质的特征性质或反应是检验和鉴别的主要依据。不同点见下表：鉴别 利用不同物质的性质差异，通过实验，将它们区别开来鉴定 根据物质的特性，通过实验，检
6、验出该物质的成分，确定它是否是这种物质检验类型 推断根据已知实验及现象，分析判断，确定被检验的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么2注意事项物质检验的一般步骤是先对试样进行外观观察，确定其状态、颜色、气味等，然后准备试样。当试样是固体时，一般先取少量试样配成溶液，而后进行检验。在检验配好的溶液中是否含有某种离子时，应每次取少量待测溶液进行检验，不应将检测试剂直接加入到全部待测溶液中。物质检验的核心是试剂的选择和加入的顺序。当溶液中有多种离子存在时，应排除离子间的相互干扰(从检验试剂加入顺序考虑或按性质相近与否将离子逐次分组分离，再分别逐一检验) 。3常用的检验方法常用的检验方法：观察
7、法、加热法、水溶法、焰色反应法、点燃法、指示剂法、显色法、互滴法、两两混合法等。二、常见阳离子的检验阳离子一般可用强碱溶液进行检验。可根据生成沉淀的颜色加以区别，也可利用焰色反应和离子的特征反应进行鉴别。几种重要的阳离子的检验：(1)H ：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。(2)Na 、K ：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(透过钴玻璃片) 。(3)Ba2 ：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色 BaSO4 沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。(4)Mg2 ：能与 NaOH 溶液反应生成白色 Mg(OH)2 沉淀，该沉淀能溶于 NH4Cl 溶液。(5)Al3 ：能与适量的 Na
8、OH 溶液反应生成白色 Al(OH)3 絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的 NaOH 溶液。(6)Ag ：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色 AgCl 沉淀，不溶于稀硝酸，但溶于氨水，生成Ag(NH 3)2 。(7)NH ：铵盐(或浓溶液)与 NaOH 浓溶液反应，并加热，放出使湿润红色石蕊试纸变 4蓝的有刺激性气味的 NH3。(8)Fe2 ：能与少量 NaOH 溶液反应，先生成白色 Fe(OH)2 沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe(OH)3 沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入 KSCN 溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。2Fe 2 Cl 2=2Fe3 2Cl 。(9)
9、Fe3 ：能与 KSCN 溶液反应，生成血红色 Fe(SCN)3 溶液；能与 NaOH 溶液反应，生成红褐色 Fe(OH)3 沉淀。三、常见阴离子的检验可用熟知的阴离子的特征反应进行检验。有时也可用强酸。根据生成物的颜色、状态、气味等加以鉴别。几种重要的阴离子的检验：(1)OH ：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。(2)Cl ：能与硝酸银反应，生成白色的 AgCl 沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成Ag(NH 3)2 。(3)Br ：能与硝酸银反应，生成淡黄色 AgBr 沉淀，不溶于稀硝酸。(4)I ：能与硝酸银反应，生成黄色 AgI 沉淀，不溶于稀硝
10、酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。(5)SO ：能与含 Ba2 的溶液反应，生成白色 BaSO4 沉淀，不溶于稀硝酸。24(6)SO ：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的 SO2 气体，该气体能使品23红溶液褪色。能与 BaCl2 溶液反应，生成白色 BaSO3 沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的 SO2 气体。(7)S2 ：能与 Pb(NO3)2 溶液反应，生成黑色的 PbS 沉淀。(8)CO ：能与 BaCl2 溶液反应，生成白色的 BaCO3 沉淀，该沉淀溶于稀硝酸(或盐酸)，23生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的 CO2 气体。(9)HCO ：取含 HC
11、O 的盐溶液煮沸，放出无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的3 3CO2 气体。或向含 HCO 的盐溶液里加入 MgSO4 溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀3MgCO3 生成，同时放出 CO2 气体。(10)PO ：含磷酸根的中性溶液，能与 AgNO3 反应，生成黄色 Ag3PO4 沉淀，该沉淀34溶于硝酸。(11)NO ：浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色 NO2 气体。3知识点 1 物质的鉴别【例题 1】 已知六种粉末分别是 NaNO3、(NH 4)2SO4、Al 2O3、MgCl 2、Ba(OH) 2、无水CuSO4 中的一种。除蒸馏水外不得使用任何其他试剂，对这些物质进行鉴别，
12、并按要求填写下列空白。(1)待测物实验现象：_；被检出物质的化学式：_。(2)待测物实验现象：_；被检出物质的化学式：_。(3)待测物实验现象：_；被检出物质的化学式：_。解析：用蒸馏水可将 CuSO4(溶解后溶液呈蓝色)、Al 2O3(不溶于水 )检出，然后再用已检出的物质作试剂鉴别其余的物质。答案：(1)蒸馏水 一种是蓝色溶液，一种不溶于水 CuSO4、Al 2O3 (2)CuSO 4 溶液 生成蓝色沉淀和白色沉淀 Ba(OH) 2 (3)Ba(OH) 2 溶液 一种只生成白色沉淀，一种产生刺激性气味气体和白色沉淀，一种无明显现象 MgCl 2、(NH 4)2SO4、NaNO 3点拨：不用
13、其他试剂鉴别题目的分析步骤：先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们来鉴别其他物 质；若均无明显外观特征，可考虑用加热或焰色反应区别；若 题目限制以上两种方法不能鉴别时，可考 虑两两混合法，根据混合后的现象分析确定。知识点 2 含有多种不同离子的混合物的检验【例题 2】 设计实验，检验可能含有 Fe3 、Al 3 、Ag 、Ba 2 的混合溶液。解析：根据离子的特征反应可设计出不同的实验方案，但都要考虑离子反应间的相互干扰。在检验某一离子时，都要设法把干扰的离子除去。通常情况下，可用于分离或鉴别Fe3 、Al3 、Ag 、Ba2 的沉淀反应如下表所示：离子 可用于分离的沉淀反应
14、可用于鉴别的沉淀反应Fe3 滴加 NaOH 溶液、氨水等 滴加 NaOH 溶液，生成红褐色沉淀Al3 滴加稀氨水，生成白色沉淀 滴加 NaOH 溶液，先生成沉淀后消失Ag 滴加 NaOH 溶液、稀盐酸(用于除去) 滴加稀盐酸，生成不溶于稀硝酸的白 色沉淀Ba2 滴加 Na2CO3 溶液，稀硫酸( 用于除去) 滴加稀硫酸，生成不溶于稀硝酸的白 色沉淀答案：点拨：如果待检测的是含有多种不同离子的混合物，在物 质中各离子间的特征反应相互之间不存在干扰的情况下，可以把待 测溶液分成几份后，用与上例类似的方法逐一鉴定。如果各离子间的特征反应相互之间存在干扰，则需要先设 法使离子分离，例如利用沉淀反 应，
15、按性质相近与否将离子逐次分组分离，再分 别逐一检测。1于某些离子的检验及结论一定正确的是( ) 。A加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，一定有 23COB加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有 24SC加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有 NH4+D加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有 Ba22某酸性溶液(可能含有 Br 、 、H 2SO3、 )分别进行如下实验：4SO4N加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加入氯水时，溶液略显黄色，再加入
16、 BaCl2 溶液时，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是( ) 。ABr B CH 2SO3 D24SO 4NH3 通过分别加入 AgNO3、Ba(NO 3)2、Mg(NO 3)2 三种试剂，使某溶液中的 Cl 、OH 、先后沉淀出来，逐一进行分离，则加入三种试剂的顺序是( )。2COAAgNO 3、Ba(NO 3)2、Mg(NO 3)2 BMg(NO 3)2、Ba(NO 3)2、AgNO 3CBa(NO 3)2、 AgNO3、Mg(NO 3)2 DBa(NO 3)2、Mg(NO 3)2、AgNO 34 有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K 、Mg
17、2 、Al 3 、Fe 2 、Ba 2 、 、Cl 、I 、 ，取该溶液进行下列实验。3N2S3HCO实验步骤 实验现象取少量该溶液，加几滴甲基橙 溶液变红色取少量该溶液加热浓缩，加铜片和浓硫酸加热有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色取少量该溶液，加 BaCl2 溶液 有白色沉淀生成取中上层清液，加 AgNO3 溶液 有白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸取少量该溶液，加 NaOH 溶液 有白色沉淀生成，当 NaOH 过量时沉淀部分溶解由此判断：(1)溶液中肯定存在的离子是_，溶液中肯定不存在的离子是 _。(2)为进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称( 说明使用试剂的名称，不必
18、写详细操作步骤) 是_。答案：1C 解析：A 中若有 、 、 等，也有类似现象出现；B 中若含3HCO2S3Ag 也会有相同现象出现；D 中若含 Ca2 也会有相同现象出 现。2B 解析： 加热时放出的气体可以使品红溶液褪色，则溶液中一定有 H2SO3。因H2SO3 不 稳定，加 热分解产生的 SO2 可使品红溶液褪色。 加碱后，加 热放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，即有 NH3产生，说明溶液中一定有 。加入氯水时，溶液略显4N黄色，说明原溶液中含有 Br 。再加入 BaCl2 溶液时，有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生， 说明此时溶液中含有 ，但可能是原溶液中含有的，也可能是氯水氧化 H2S
19、O3产生的，故不能24SO确定的是 。3D 解析：本题要求分别使 Cl 、OH 、 逐一沉淀而分离。若先加 AgNO3试剂，23CO则会使三种离子均沉淀出来；若先加 Ba(NO3)2试剂，则只有 沉淀出来；若先加 Mg(NO3)223试剂， 则 OH 、 将被沉淀出来。因此正确的加入顺序为 Ba(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3。23CO4答案：(1)Mg 2 、Al 3 、 、 Fe 2 、Ba 2 、I 、3N4SOHCO(2)用焰色反应确定是否含 K ；用原溶液、Ba(NO 3)2 溶液、稀硝酸和 AgNO3 溶液确定是否含 Cl解析：由知溶液显酸性，则不存在 ；由知有 NO 生3C成，原溶液中含 ，则一定不NO含 Fe2 、I (具 还原性) ；由知有存在，则原溶液不含 Ba2 ；4S由不能确定是否含 Cl (因引入了 Cl )；由知含Mg2 、Al3 。
