1、专题六 物质的检验、分离、推断与除杂一 物质的检验 物质的检验在中学学习中通常有鉴定、鉴别和推断 (理 )三类 ,其共同点是根据特征反应的现象判定物质 ;不同点是鉴定由物质的化学特性 ,分别检验出构成粒子 (如阴离子、阳离子 );鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认 (区分 );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成分 (肯定有什么 ,可能有什么 ,肯定没有什么 )。1.物质检验的一般方法物理方法 :依据特殊性质进行观察、分析、判断 ,得出结论。化学方法 :分别取出少量待检验物质 (一般为溶液 ),加入少量试剂充分反应 ,观察反应现象 ;根据现象分析、判断 ,得出
2、结论。2.常见物质的主要物理特性(1)固体物质的颜色。白色固体 :无水 CuSO4、 MgO、 P2O5、 CaO、 Ca(OH)2、 NaOH、NaCl、 Na2CO3。紫红色固体 :Cu。红棕色固体 :Fe2O3。蓝色固体 :CuSO45H2O。绿色固体 :Cu2(OH)2CO3。淡黄色固体 :S。黑色固体 :C(木炭粉 )、 CuO、 MnO2、 Fe3O4、 Fe(粉 )。暗紫色固体 :KMnO4。(2)沉淀的颜色 (七种常见沉淀 )。白色 :BaSO4、 AgCl、 CaCO3、 BaCO3、 Mg(OH)2。蓝色 :Cu(OH)2。红褐色 :Fe(OH)3。(3)溶液的颜色。蓝色溶
3、液 :含 Cu2+的溶液 ,如 CuSO4溶液。黄色溶液 :含 Fe3+的溶液 ,如 FeCl3溶液。浅绿色溶液 :含 Fe2+的溶液 ,如 FeSO4溶液。紫红色溶液 :KMnO4溶液。(4)火焰的颜色。淡蓝色火焰 :H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰。蓝色火焰 :CO在空气中燃烧发出蓝色火焰。蓝紫色火焰 :S在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰。(5)有刺激性气味的气体 :HCl、 SO2、 NH3。3.常见离子的 检验 4.物质的鉴别酸、碱、盐的鉴别是初中化学物质检验的核心内容 ,鉴别方法有多种 ,只有分清鉴别类型 ,掌握解题规律 ,才能解答好此类试题。(1)原理 :选择一种试剂 ,分别加入到待测物质
4、中 ,会出现明显不同的现象。(2)方法 : 若物质间有明显的溶解性差异、溶解时的热效应差异及水溶液的颜色差异时 ,可用 “水 ”来鉴别 ,如 :CaCO3、 NaOH、CuSO4、 NaCl。 若物质间有明显的酸碱性差异 ,可选用紫色石蕊溶液或 pH试纸来鉴别 ,如 :HCl、 NaCl、 NaOH。 鉴别一组溶液时 , .若溶液中有酸 ,可选用 Na2CO3等可溶性碳酸盐将其检验出来 ,如 HCl、 Ca(NO3)2、 NaCl。 .若溶液中有碳酸盐时 ,可从酸入手 ;有含 Ag+的化合物时 ,选用盐酸 ,如 Na2CO3、 NaCl、 AgNO3;有含 Ba2+的化合物时 ,选用硫酸 ,如
5、Na2CO3、 BaCl2、 NaNO3。 .若阴离子相同而阳离子不同 ,可用强碱溶液 如 NaOH、Ba(OH)2来鉴别 ,如 CuCl2、 MgCl2、 FeCl3、 NH4Cl。 .可根据不共存离子对选出阴、阳离子再组合试剂来鉴别 ,如(NH4)2SO4、 NaNO3、 NH4Cl、 K2SO4可用 Ba(OH)2溶液来鉴别;NaOH、 BaCl2、 KNO3可用 CuSO4溶液来鉴别。 若被鉴别的物质为金属单质、非金属单质和金属氧化物时 ,可选用强酸为试剂来鉴别 ,如 Fe粉、 C粉、 CuO。二 物质的分离和提纯 1.含义物质的分离是通过适当的方法 ,把混合物中的各组分物质彼此分开
6、,并且恢复到各种物质的原来存在状态 ,分别得到纯净物 ;而物质的提纯是通过适当的方法把混入某物质里的少量杂质除去 ,以便获得相对纯净的物质 ,又称除杂。2.主要方法(1)物理方法 :常见的有溶解法、过滤法、蒸发溶剂法、冷却热饱和溶液法等。(2)化学方法 :常见的有沉淀法、化气法、置换法、加热法、转化法等。当然 ,实际的分离与提纯还会有一些其他方法 ,在实际解题时要因题而解。3.解答物质除杂有关问题的注意事项(1)不能 “玉石俱焚 ”。所选试剂只与杂质反应 ,一般不与被提纯的物质反应。但特殊情况下所选试剂需要和被提纯的物质反应 ,但最终要转化成被提纯的物质。如除去 FeCl3溶液中的 NaCl,
7、可加过量的 NaOH溶液 过滤 洗涤 加适量稀盐酸。(2)“不增 ”“不减 ”。不增加新的杂质 ,不减少被提纯的物质。(3)不污染环境。要求所选用的除杂方法 ,不能产生污染环境的物质。(4)不能 “旧貌变新颜 ”。除杂结束前 ,要恢复被提纯物质的原有状态。4.除杂方法的几个优化原则(1)若同时有多种方法能除去杂质 ,要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。(2)应尽量选择既可除去杂质 ,又可增加被提纯物的方法 ,即 “一举两得 ”。(3)先考虑物理方法 ,再考虑化学方法。三 物质的推断 1.物质推断题的解题步骤(1)审题 :认真审读原题 ,弄清文意和图意 ,理出题给条件 ,深挖细找 ,反复推敲。(
8、2)分析 :抓住关键 (“题眼 ”),找准解题的突破口 ,并从突破口出发 ,探求知识间的内在联系 ,应用多种思维方式 ,进行严密的分析和逻辑推理 ,推出符合题意的结果。(3)解答 :根据题目的要求 ,按照分析和推理的结果 ,进行认真而全面的解答。(4)检验 :得出结论后切勿忘记验证。其方法是将所得答案放回原题中进行检验 ,若完全符合 ,则说明答案正确。若出现不符 ,则说明答案有误 ,需另行思考 ,推出正确答案。2.初中化学推断题常用 “题眼 ”归纳 3.推断题的解题方法 (根据特征进行推断 )常见的特征有 :(1)反应条件特征 ,如 :点燃、加热、高温、通电、催化剂等。(2)物质的颜色特征如
9、:含 Cu2+的溶液为蓝色 ,含 Fe3+的溶液为黄色 ,含 Fe2+的溶液为浅绿色 ,氢氧化铜为蓝色沉淀 ,氢氧化铁为红褐色沉淀等。(3)物质的性质特征如 :不溶于水也不溶于稀硝酸的白色沉淀有AgCl和 BaSO4,不溶于水的白色沉淀但溶于酸 ,且产生能使澄清石灰水变浑浊的气体为碳酸盐等。类型一 类型二 类型三物质的推断和检验现有 A、 B、 C、 D、 E五种溶液 ,它们分别是氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液、氯化钠溶液和稀硫酸中的一种。鉴别它们可按下图所示的步骤进行。回答下列问题 :(1)B中的溶质是 (填化学式 )。 (2)用 X鉴别 D、 E时 ,X可以选用不同的物质。 若 X为
10、稀盐酸 ,写出有气体生成的化学反应方程式 : ; 若 X为澄清石灰水 ,写出有沉淀生成的化学反应方程式 : 。类型一 类型二 类型三解析 (1)B的溶液呈蓝色 ,据此可知 B为硫酸铜溶液 ,溶质的化学式为 CuSO4。 (2)根据向 A中加入石蕊溶液后 ,溶液呈红色 ,说明 A显酸性 ,是稀硫酸 ;向 C中加入石蕊溶液后 ,溶液仍为紫色 ,说明 C显中性 ,是氯化钠溶液 ;向 D、 E中加入石蕊溶液 ,溶液呈蓝色 ,说明 D、 E显碱性 ,是氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液。本题要求鉴别氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液 , 加入稀盐酸后 ,碳酸钠能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体 ,反应的化学方程式为 Na2CO
11、3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2; 若加入澄清石灰水 ,则碳酸钠与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀 ,反应的化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+ 2NaOH。答案 (1)CuSO4(2) Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH类型一 类型二 类型三物质的分离用如下实验方法分离 NaCl和 CaCl2两种固体的混合物 A,根据操作流程完成下列问题 :(1)B物质是 。 (2)过滤操作中玻璃棒的作用是 。 (3)经分析上述方法分离出的 F含有杂质 ,请对该设计方案加以完善 : 。 (4)若用原操作方
12、法 ,要测出混合物 A中 NaCl和 CaCl2的质量比 ,不称量 D,可通过称量 和 的质量求解。 类型一 类型二 类型三解析 (1)氯化钠和氯化钙的混合溶液中加入过量碳酸钠溶液 ,碳酸钠不与氯化钠反应 ,只与氯化钙反应 ,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠 ,所以沉淀 B是碳酸钙。 (2)过滤操作中玻璃棒的作用是引流。 (3)由于加入的碳酸钠溶液过量 ,所以滤液 E中的溶质有氯化钠和碳酸钠两种 ,因此 ,固体 F是氯化钠和碳酸钠的混合物。为获得纯净的氯化钠 ,需在蒸发前加足量的盐酸 ,将过量的碳酸钠转化为氯化钠 ,所以改进的方案为向滤液 E中加入足量的稀盐酸 ,再蒸发结晶 (盐酸在蒸
13、发时挥发 ,不影响固体 F的纯度 )。 (4)要测定混合物中氯化钠和氯化钙的含量 ,分析分离流程 ,实验中引入了钠元素 ,所以最终所得氯化钠的质量较样品中氯化钠的质量大 ,所以不能称量所得氯化钠质量进行分析。由于样品中的钙元素全部转化成了碳酸钙沉淀 ,且碳酸钙中的钙元素全部来自于样品中的氯化钙 ,所以应该称量碳酸钙的质量和样品的质量进行分析。类型一 类型二 类型三答案 (1)碳酸钙 (或 CaCO3) (2)引流(3)向滤液 E中加入足量的稀盐酸 ,再蒸发结晶(4)A B类型一 类型二 类型三物质的除杂食盐是一种重要的化工原料。请回答下列问题。(1)请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验
14、步骤。溶解 操作 蒸发 操作 所用的玻璃仪器有 :烧杯、玻璃棒和 。 在蒸发过程中 ,待 时 ,停止加热 ,利用余热将滤液蒸干。类型一 类型二 类型三(2)由于粗盐中含有少量 MgCl2、 CaCl2、 Na2SO4等杂质 ,不能满足化工生产的要求 ,因此必须将粗盐进行精制。流程如下图所示。 加入稍过量的 Na2CO3溶液除了能除去粗盐中的 CaCl2外 ,它还有一个作用是 (用化学方程式表示 )。 通过操作 所得滤液中的溶质有 (用化学式表示 )。(3)若有溶质的质量分数为 10%的氯化钠不饱和溶液 100 kg,要将其变成 20 时氯化钠的饱和溶液 ,以满足化工生产的需要 ,可采用的最简便
15、方法是 (已知 :20 时氯化钠的溶解度为 36 g)。 类型一 类型二 类型三解析 (1) 操作 是过滤 ,所用的玻璃仪器有 :烧杯、玻璃棒和漏斗。 在蒸发过程中 ,待蒸发皿中出现较多固体时 ,停止加热 ,利用余热将滤液蒸干。 (2) 题目中氢氧化钠的作用是除去氯化镁 ,氯化钡的作用是除去硫酸钠 ,而此时氯化钡是过量的 ,因此稍过量的Na2CO3溶液除了能除去粗盐中的 CaCl2外 ,还要除去过量的氯化钡 ;通过操作 所得滤液中的溶质有氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠。 若有溶质的质量分数为 10%的氯化钠不饱和溶液 100 kg,要将其变成 20 时氯化钠的饱和溶液 ,以满足化工生产的需要 ,可采
16、用的最简便方法是继续加入氯化钠固体 ,设加入的量为 x,则类型一 类型二 类型三答案 (1) 漏斗 蒸发皿中出现较多固体(2) BaCl2+Na2CO3 BaCO3+2NaCl Na2CO3、 NaCl、 NaOH(3)加入 22.4 kg氯化钠固体1.(2018辽宁大连 )下列实验中 ,能达到相应实验目的的是 ( )A解析 A.氯化氢气体溶于水 ,能与饱和碳酸氢钠溶液反应 ,二氧化碳不与饱和碳酸氢钠溶液反应 ,浓硫酸有吸水性 ,可以除去二氧化碳中的氯化氢和水蒸气 ,正确 ;B.将混合物放入烧杯 ,加入足量水搅拌 ,充分溶解 ,过滤可得到碳酸钙 ,但氯化钙还溶解在水中 ,还应进行蒸发结晶 ,错误 ;C.硫酸铁溶液与氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铁和硫酸钾 ,无法得到氢氧化亚铁 ,错误 ;D.探究铁锈蚀的条件应注意控制变量 ,还应将铁钉全部浸没于盛有水的试管中和将铁钉放在盛有空气的试管中进行观察 ,错误。2.(2018江苏南通 )下列物质提纯所用的实验方法正确的是 ( )A解析 B中稀硫酸与 Fe也会反应 ;C中 NaOH溶液与 HCl反应 ,与杂质不反应 ;D中 BaCl2溶液与 K2SO4反应生成 KCl新杂质。3.(2018云南 )下列实验不可行或不能达到实验目的的是 ( )D解析 氢氧化钙与硝酸铵、氯化铵反应都会生成氨气。
