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高中化学:物质的检验与鉴别
1.物质的检验
根据被检验物质的性质(主要是化学性质,也可以是特殊的物理性质)使被检验物质与加入的试剂产生作用,转变为某种已知物质,或产生某种特殊现象,从而确定被检验物质的成分。
2.物质检验的一般程序与思路
(1)固态物质的检验
(2)无色溶液的检验
(3)气态物质的检验
由于气态物质贮存困难,使用时易扩散,故检验时要尽可能利用其物理性质;若利用化学性质,则尽可能多用试纸。一般按下列顺序进行检验:
3.鉴别的常用方法
鉴别方法
适用范围、原理
物理方法
观察法
观察被鉴别物质的状态、颜色等
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)
水溶法
观察被鉴别物质在水中的溶解情况
加热法
主要用于易升华的物质
焰色反应法
常用于鉴别金属或金属离子
化学方法
加热法
常用于易分解的物质
显色法
主要用于某些在特定试剂中显示特殊颜色的离子
水溶法
常用于加水后有特殊现象的物质
点燃法
主要用于鉴别有助燃性或可燃性的物质
指定试剂法
主要根据待鉴别物质性质的差异来选择合适试剂
4.有机物鉴别与检验
有机物的种类繁多,含有不同的官能团,具有不同的化学性质,这决定了有机物鉴别的复杂性。对有机物的鉴别可以从以下几个方面进行总结。
(1)根据有机物的溶解性
通常是将有机物加入水中,观察其能否溶于水。用此方法可以鉴别乙酸和乙酸乙酯、乙醇和氯乙烷、甘油和油脂等。
(2)根据液态有机物的密度
观察不溶于水的有机物在水的上层还是下层,从而判断其密度比水的小还是大。用此方法可以鉴别硝基苯和苯、1-氯丁烷和四氯化碳等。
(3)根据有机物的燃烧情况
观察其是否可燃(大部分有机物都可燃,四氯化碳不可燃);燃烧时产生黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,聚乙烯和聚苯乙烯等);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯、蛋白质等)。
(4)根据有机物官能团的性质
有机物分子中的官能团决定有机物的性质,有机物的性质反映了其分子中含有的官能团。检验有机物分子中官能团的常用试剂与方法如表所示:
物 质
试剂与方法
现象
不饱和烃
加入溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液
溶液褪色
苯的同系物
加入酸性KMnO4溶液
溶液褪色
卤代烃
与NaOH水溶液混合加热,取水层,用稀硝酸酸化后,加入AgNO3溶液
有沉淀生成,根据沉淀的颜色,确定卤素的种类
加入活泼金属钠;加入乙酸和浓硫酸加热
有气体放出;有果香味物质生成
醛基
加入银氨溶液、水浴加热;加入新制的Cu(OH)2、加热煮沸
有银镜生成;有红色沉淀生成
羧酸
加入紫色石蕊溶液;加入Na2CO3溶液
溶液显红色;有气体产生
闻气味;与NaOH溶液混合、加热
果香味;油层消失
酚类
加入FeCl3溶液;加入溴水
溶液显紫色;产生白色沉淀
淀粉
加入碘水
溶液显蓝色
蛋白质
加入浓硝酸微热(对于含苯基的蛋白质);灼烧
显黄色;有烧焦羽毛的气味
5.阳离子的检验
(1)阳离子检验思路
根据题目要求,若是检验阳离子则选择最为灵敏的试剂和方法,若是离子检验和推断相结合的题目,则可能会涉及多种检验方法。
(2)注意一些金属离子(Cu2+、Fe2+、Fe3+)在水溶液中的颜色。
(3)注意一些离子之间的相互干扰以及排除干扰因素的方法,如Fe2+的检验需首先加入KSCN溶液排除Fe3+的干扰等。
(4)常见阳离子的检验
离子
检验试剂
主要实验现象
Ba2+
稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液
先加稀盐酸,不产生沉淀,然后加稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液生成白色沉淀
Mg2+
NaOH溶液
生成白色沉淀,NaOH过量时沉淀不溶解
Al3+
NaOH溶液或氨水
加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,但不溶于氨水
Fe3+
(黄色)
NaOH溶液
生成红褐色沉淀
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2+
(浅绿色)
NaOH溶液
加NaOH溶液生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
KSCN溶液,新制氯水
加KSCN溶液,无明显现象,加新制氯水后溶液呈红色
H+
紫色石蕊溶液
变红色
甲基橙溶液
变红色
pH试纸
变红色
锌粒
生成无色气体
Cu2+
(蓝色)
NaOH溶液
加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,若加热则沉淀变黑
H2S(或Na2S溶液)
生成黑色沉淀
Ag+
稀盐酸或氯化物溶液,稀硝酸
生成白色沉淀,不溶于稀硝酸
NaOH溶液
加NaOH溶液,加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝
Na+
焰色反应
火焰呈黄色
K+
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃片)
6.常见阴离子的检验
离子
检验试剂或方法
实验现象
OH‒
①取少量试液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液(或酚酞试液);
②用玻璃棒蘸取少量试液滴于红色石蕊试纸上
①紫色石蕊溶液变蓝(或酚酞试液变红);
②红色石蕊试纸变蓝
Cl‒
取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸
生成白色沉淀,且不溶于稀硝酸
Br‒
取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸
生成浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸
I‒
①取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸;
②滴入淀粉溶液后再滴入氯水
①生成黄色沉淀,且不溶于稀硝酸;
②溶液显蓝色
氯化钡溶液、稀硝酸
生成白色沉淀,加稀硝酸后白色沉淀溶解,产生无色无味气体
氯化钡溶液、稀盐酸
不生成沉淀,加稀盐酸,产生无色无味气体
氯化钡溶液、盐酸、品红溶液
先生成白色沉淀,加盐酸后白色沉淀溶解,将生成的气体通入品红溶液中,溶液褪色
取少量试液于试管中,向其中加入足量稀盐酸后,再加入BaCl2溶液
加入盐酸不产生沉淀,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀
加热浓缩溶液,加入浓硫酸和铜片
有红棕色的气体产生,溶液变蓝色
S2‒
①稀硫酸或盐酸;
②Pb(NO3)2溶液、稀硝酸
①生成无色有臭鸡蛋气味的气体;
②生成黑色沉淀,且不溶于稀硝酸
7.常见气体的检验
待检物
检验方法
注意事项
O2
使带火星的木条复燃
H2
纯净的H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,混入空气后点燃有爆鸣声
CH4、CO等在空气中燃烧也发出淡蓝色火焰,且产物能使澄清石灰水变浑浊
SO2
无色,有刺激性气味;能使品红溶液褪色,
加热后恢复红色;能使酸性KMnO4溶液褪色;能使溴水褪色;能使澄清石灰水变浑浊
CO2也能使澄清石灰水变浑浊,应注意区别;SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同
CO2
能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭
SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭,应注意区别
NO
无色气体,接触空气时立即变为红棕色
Cl2
黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝
Cl2有毒,注意闻气味的方法
NO2
红棕色,有刺激性气味,通入水中生成无色溶液并产生无色气体,水溶液显酸性
NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成,而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成
HCl
无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成
HCl极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
NH3
无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟
NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸
考试规范答题:
(1)气体验满和检验操作
①氧气验满:将带火星的木条平放在集气瓶口,若木条复燃,则说明收集的氧气已满。
②可燃性气体(如氢气)的验纯方法:用排水法收集一小试管的气体,将大拇指摁住管口移近火焰,放开手指,若听到尖锐的爆鸣声,则气体不纯;若听到轻微的“噗”的一声,则气体纯净。
③二氧化碳验满:将燃着的木条平放在集气瓶口,若火焰熄灭,则气体已满。
④氨气验满:用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝说明气体已满。
⑤氯气验满:用湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶口,若试纸变蓝说明气体已满。
(2)萃取分液操作
关闭分液漏斗活塞,将混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,用右手心顶住塞子,左手握住活塞部分,将分液漏斗倒置,充分振荡、静置、分层,在漏斗下面放一个小烧杯,先打开上口塞子再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口沿烧杯壁流下,上层液体从上口倒出。
(3)从某物质稀溶液中结晶的实验操作
①溶解度受温度影响较小的:蒸发→结晶→过滤。
②溶解度受温度影响较大或带结晶水的:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤。
(4)粗盐的提纯
①实验室提纯粗盐的实验操作依次为取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发结晶、过滤、烘干。
②若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度分析,可能的原因是过滤时漏斗中液面高出滤纸边缘、玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸。
▍ 来源:综合网络
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