第18讲　物质的检验与区分、除杂和共存.doc

化学 河南专用 第 18 讲　物质的检验与区分、除杂和共存 考点 1 物质的检验和区分 1. 物质的检验 (1) 实质：给出一种物质 ， 要求通过实验 ， 验证该物质是什么 ， 或是否含有某物质 ( 或某离子 ) 。 (2) 依据：该物质具有的特殊性质。 (3) 检验方法 ① 物理方法：依据特殊的物理性质 ( 如颜色、气味、溶解性、溶解时的吸、放热现象等 ) 进行观察、分析、判断 ， 得出结论。 a ． 依据颜色：如含 Cu 2 ＋ 的溶液显蓝色 ， 含 Fe 3 ＋ 的溶液显黄色； KMnO 4 溶液显紫红色。 b ． 依据气味：如 SO 2 、 NH 3 均有刺激性气味。 c ． 依据溶解性：如 CaCO 3 难溶于水、 Na 2 CO 3 易溶于水。 d ． 依据溶解时的吸、放热现象：如 NaOH 溶于水放热、 NH 4 NO 3 溶于水吸热、 NaCl 溶于水无明显变化。 e ． 依据磁性鉴别：如 Fe 与 Fe 3 O 4 都能被磁铁吸引。 ② 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、得出结论。 Ⅰ . 若物质间有明显酸碱性差异 ， 可使用酸碱指示剂和 pH 试纸 (pH 计 ) 来检验。 常用的指示剂为石蕊溶液和酚酞溶液 ， 根据石蕊溶液和酚酞溶液在酸性溶液、中性溶液和碱性溶液中显示的不同颜色 ， 来检验溶液的酸碱性。 溶液酸碱性 酸性 中性 碱性 石蕊溶液 变红 不变色 变蓝 酚酞溶液 不变色 不变色 变红 pH 试纸 pH7 　 Ⅱ . 需加入其他试剂进行检验 常见的用来检验的试剂有 H 2 SO 4 、 HCl 、 Na 2 CO 3 、 CuSO 4 、 BaCl 2 、 Ba(OH) 2 等 ， 加入这些试剂 ， 通过物质呈现的不同现象 ， 如生成气体、生成不同颜色的沉淀等来检验。若溶液中有酸 ， 可选用 Na 2 CO 3 等可溶性碳酸盐来检验；若溶液中有碳酸盐 ， 可选用酸来检验；若有含 Ag ＋ 的化合物 ， 可选用盐酸来检验；若有含 Ba 2 ＋ 的化合物时 ， 可选用硫酸来检验。 气体 检验方法 实验现象 氧气 将带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃 二氧化碳 通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 氢气 点燃 ， 在火焰上方罩干冷的烧杯 纯净气体能安静燃烧 ， 产生淡蓝色火焰 ， 烧杯内壁有水珠 一氧化碳 点燃 ， 在火焰上方罩涂有澄清石灰水的烧杯 产生淡蓝色火焰 ， 澄清石灰水变浑浊 甲烷 点燃 ， 在火焰上方罩干冷的烧杯 ， 迅速倒转后 ， 注入少量澄清石灰水 产生淡蓝色火焰 ， 烧杯内壁有水珠 ， 澄清石灰水变浑浊 氨气 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 红色石蕊试纸变蓝 水蒸气 通过白色的无水 CuSO 4 粉末 白色粉末变蓝 (5) 常见离子的检验 离子 符号 检验方法 实验现象 H ＋ ( 酸 ) ① 取少量试剂滴加紫色石蕊溶液 紫色石蕊溶液 变红 ② 用玻璃棒蘸取少量试剂滴在 pH 试纸上 与标准比色卡 对照 ， pH ＜ 7 ③ 取少量试剂加入 Zn 粒 有气泡产生 OH － ( 碱 ) ① 取少量试剂滴加紫色石蕊溶液 紫色石蕊溶液 变蓝 ② 用玻璃棒蘸取少量试剂滴在 pH 试纸上 与标准比色卡 对照 ， pH ＞ 7 ③ 取少量试剂滴加无色酚酞溶液 无色酚酞溶液变红 ④ 取少量试剂加入可溶性铜盐 有蓝色絮状 沉淀生成 Cl － 取少量试剂滴加少量 AgNO 3 溶液和稀 HNO 3 有白色沉淀生成 且沉淀不溶解 SO 4 2 － 取少量试剂滴加少量 Ba(NO 3 ) 2 溶液和稀 HNO 3 有白色沉淀生成 且沉淀不溶解 CO 3 2 － 取少量试剂滴加稀盐酸 ， 将产生的气体通入澄清石灰水 澄清石灰水变 浑浊 Cu 2 ＋ ① 观察颜色 溶液呈蓝色 ② 取少量试剂滴加可溶性碱 有蓝色絮状沉淀生成 Fe 3 ＋ ① 观察颜色 溶液呈黄色 ② 取少量试剂滴加可溶性碱 有红褐色沉淀 生成 Fe 2 ＋ 观察颜色 溶液呈浅绿色 NH 4 ＋ 取少量试剂滴加可溶性碱 ， 加热 ， 把湿润的红色石蕊试纸放在试管口 产生有刺激性气味的气体 ， 红色石蕊试纸变蓝 Ag ＋ 取少量试剂滴加少量 NaCl 溶液和稀 HNO 3 有白色沉淀生成 且沉淀不溶解 Ba 2 ＋ 取少量试剂滴加少量 Na 2 SO 4 溶液和稀 HNO 3 有白色沉淀生 成且沉淀不溶解 【 特别提醒 】 ① 检验溶液通常必须分别检验出阳离子和阴离子 。 例 ： 检验某一溶液是否为硫酸铜溶液 ， 首先观察溶液颜色 ， 若为蓝色说明存在铜离子 ， 否则不存在 ； 然后再滴加少量 Ba(NO 3 ) 2 溶液和稀硝酸 ， 观察是否有白色沉淀产生 ， 如果有白色沉淀产生说明存在硫酸根离子 ， 反之则不存在 。 ② 检验可溶性固体物质时 ， 先要将其溶于水 ， 同时取出少量试剂进行操作 ， 根据现象和结论对其进行鉴别 ， 既要鉴别阳离子 ， 也要鉴别阴离子 ， 方法同溶液的检验 。 2. 物质的区分 (1) 实质：给出一组物质 ， 根据物质的性质 ， 进行实验 ， 将各种物质一一区分开来。 (2) 原则 ① 操作简便：能用物理方法鉴别的不用化学方法。能用一种试剂鉴别的不用多种试剂。 ② 现象明显：使待检物质的现象对比度或区分度较大。 ③ 防止干扰：区分 Cl － 和 SO 4 2 － 时 ， 只能用 Ba(NO 3 ) 2 或 BaCl 2 溶液 ， 不能用 AgNO 3 溶液 ( 原因：硫酸银微溶于水 ， 会干扰 Cl － 的检验 ) 。 (3) 思路 ① 气体鉴别：一看颜色 ， 二闻气味 ， 三用试纸 ， 四用点火 ， 五用试剂。 ② 固体、液体鉴别：一看颜色 ， 二看气体 ， 三辨沉淀。 (4) 步骤 取少许样品 ( 有时可溶性固体需配成溶液 ) → 加入少量试剂 → 观察实验现象 → 得出结论。 (5) 常见物质的区分 ① 合金和组成它们的纯金属的区分 ：合金的硬度通常比组成它们的纯金属的硬度大 ， 可用相互刻画的方法鉴别。 ② 棉织品、毛织品、合成纤维的区分 —— 采用灼烧法 棉织品 燃烧产生烧纸张的气味 ， 没有熔珠 毛织品 燃烧 ， 有烧焦羽毛的气味 ， 没有熔珠 合成 纤维 燃烧产物是黑色硬球且捏不碎 ③ 硬水和软水的区分 —— 生活中常用肥皂水区分 加入肥皂水 ， 产生泡沫较多、浮渣较少的是软水；产生泡沫较少、浮渣较多的是硬水。 ④ 各种化肥的区分 a ． 看外观：氮肥、钾肥大多都是白色晶体；磷肥大多是灰白色粉末。 b ． 加水：氮肥、钾肥都溶于水；磷肥大多不溶于水或微溶于水。 c ． 加熟石灰研磨：铵态氮肥 ( 铵盐 ) 能放出具有刺激性气味的氨气。 考点 2 物质的除杂 1. 除杂原则 (1) 主不减：所选试剂不能与主要成分反应。 (2) 杂不增：不能引入新的杂质。 (3) 易分离：将杂质转化为与主要成分状态不同的物质 ( 如沉淀、气体或水 ) ， 易分离。 2. 常用的方法 (1) 物理方法 ① 过滤法：把固体从液体里分离出来常用此法 ( 或把可溶性固体从不溶性固体混合物中分离出来的方法 ) 。如：粗盐的提纯。 ② 结晶法：适用于可溶性固体与液体的分离或提纯 ， 具体方法有两种： Ⅰ . 蒸发溶剂法 a ． 分离溶质与溶剂。如：海水晒盐。 b ． 除去易挥发的杂质。如：用蒸发溶剂的方法从含有少量 HCl 的 NaCl 溶液中分离出 NaCl 固体。 Ⅱ . 降温结晶法 根据混合溶液中不同溶质在同一种溶剂里的溶解度受温度影响大小不同 ， 通过冷却热饱和溶液的方法加以分离。如：从 NaCl 与 KNO 3 的混合溶液中 ， 分离出 KNO 3 。 (2) 化学方法 ① 化气法。所加试剂与杂质反应生成气体而除去杂质。如： Na 2 SO 4 中少量的 Na 2 CO 3 可加适量 H 2 SO 4 除去 Na 2 CO 3 。 原理是： Na 2 SO 4 ＋ H 2 SO 4 不反应 Na 2 CO 3 ＋ H 2 SO 4 === Na 2 SO 4 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ ② 沉淀法。所加试剂与杂质反应转化为沉淀 ， 通过过滤除去。如 NaCl 中含少量 Na 2 SO 4 可加适量 BaCl 2 试剂将 Na 2 SO 4 转化为 NaCl 而除去杂质。 原理是： NaCl ＋ BaCl 2 不反应 Na 2 SO 4 ＋ BaCl 2 === BaSO 4 ↓ ＋ 2NaCl ③ 置换法。将杂质通过置换反应除去。如：除去 FeSO 4 中的少量 CuSO 4 可加入适量的铁粉 ， 充分反应后过滤。使 CuSO 4 转化为 FeSO 4 。 原理是： FeSO 4 ＋ Fe 不反应 CuSO 4 ＋ Fe=== FeSO 4 ＋ Cu ④ 溶解法。将杂质溶于某种试剂而除去。如：除去 C 中少量 CuO ， 可加入适量稀硫酸充分应后过滤。 原理是： C ＋ H 2 SO 4 不反应 CuO ＋ H 2 SO 4 === CuSO 4 ＋ H 2 O ⑤ 加热法。杂质受热易分解 ， 通过加热将杂质除去。如：除去 CaO 中的 CaCO 3 加热后 CaCO 3 转化为 CaO 。 3. 常见物质的除杂 (1) 常见气体的除杂 物质 杂质 所选试剂 O 2 CO 2 通过足量的氢氧化钠溶液 ， 再通过浓硫酸 CO CO 2 通过足量的氢氧化钠溶液 ， 再通过浓硫酸 O 2 水蒸气 通过浓硫酸或碱石灰 H 2 水蒸气 通过浓硫酸或碱石灰 CO 2 水蒸气 通过浓硫酸 　 (2) 常见固体的除杂 物质 杂质 所选试剂 Cu Fe 加入足量的稀硫酸或稀盐酸 ， 过滤 Cu Fe 2 O 3 加入足量的稀盐酸或稀硫酸 ， 过滤 Cu CuO 加入足量的稀硫酸或稀盐酸 ， 过滤 CuO Cu 在空气中 ( 或氧气流中 ) 灼烧混合物 Fe Fe 2 O 3 高温条件下通入 CO CaCO 3 CaCl 2 加水溶解 ， 过滤 (3) 常见液体的除杂 物质 杂质 所选试剂 ZnSO 4 溶液 CuSO 4 溶液 加入足量的锌粉 ， 过滤 NaCl 溶液 Na 2 CO 3 溶液 加入适量的稀盐酸 NaCl 溶液 Na 2 SO 4 溶液 加入适量的氯化钡溶液 ， 过滤 NaCl 溶液 CuSO 4 溶液 加入适量的氢氧化钡溶液 ， 过滤 NaNO 3 溶液 NaCl 溶液 加入适量的硝酸银溶液 ， 过滤 KNO 3 溶液 NaCl 溶液 冷却热饱和溶液 考点 3 物质的共存 1. 物质共存的条件 (1) 组内物质均可溶。 (2) 在同一溶液中 ， 物质 ( 即所含离子 ) 之间不发生反应 ， 即不会生成沉淀、气体或水。 3. 物质共存的隐含条件 (1) 溶液为无色时 ， 就没有以下物质或离子 ① 蓝色溶液：含 Cu 2 ＋ 的溶液 ， 如： CuSO 4 、 Cu(NO 3 ) 2 、 CuCl 2 等溶液。 ② 浅绿色溶液：含 Fe 2 ＋ 的溶液 ， 如： FeSO 4 、 Fe(NO 3 ) 2 、 FeCl 2 等溶液。 ③ 黄色溶液：含 Fe 3 ＋ 的溶液 ， 如： Fe 2 (SO 4 ) 3 、 Fe(NO 3 ) 3 、 FeCl 3 等溶液。 ④ 紫红色溶液：含 MnO 4 － 的溶液 ， 如： KMnO 4 溶液。 (2) 溶液的酸碱性 ① “ 酸性 ” ( 或 pH ＜ 7) 条件 ：溶液中一定存在 H ＋ ， 该溶液中没有能与 H ＋ 反应的物质 ( 或离子 ) 。常见的叙述有：酸性溶液、 pH ＝ 2(pH ＜ 7) 的溶液、使紫色石蕊溶液变红色的溶液等。 ② “ 碱性 ” ( 或 pH ＞ 7) 条件 ：溶液中一定存在 OH － ， 该溶液中没有能与 OH － 反应的物质 ( 或离子 ) 。常见的叙述有：碱性溶液、 pH ＝ 12(pH ＞ 7) 的溶液、使紫色石蕊溶液变蓝色的溶液等。 类型 1 物质的检验和区分 【 例 】 (2017 洛阳一模 ) 欲鉴别石灰水、稀盐酸、蒸馏水三瓶失去标签的无色液体 ， 提供的试剂有： ① 纯碱溶液　 ② 紫色石蕊试液　 ③ 酚酞试液。只用一种试剂一次可将它们鉴别出来的是 ( 　　 ) A. 只有 ① 　　　　 B. 只有 ② C. ① 或 ② D. ① 或 ② 或 ③ C 及 时 练 习 1. (2017 濮阳三模 ) 鉴别下列物质的方法不正确的是 ( 　　 ) A. 用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸和稀硫酸 B. 用水鉴别氯化钠和硝酸铵两种固体 C. 用灼烧鉴别羊毛纤维和合成纤维 D. 用闻气味的方法鉴别白醋和酒精 A 2. (2017 南阳一模 ) 向一无色溶液中滴加过量的稀盐酸 ， 有大量气体产生 ， 将该气体通入过量澄清石灰水中 ， 石灰水变浑浊；向滴加了过量稀盐酸的溶液中滴加 BaCl 2 溶液 ， 有白色沉淀产生。原无色溶液中阴离子的组成可能是 ( 　　 ) A. CO 3 2 － 、 SO 4 2 － 　　　　 B. HCO 3 － 、 Cl － C. CO 3 2 － 、 Cl － D. SO 4 2 － 、 Cl － A 3. (2017 聊城 ) 下列有关物质区分方法不正确的是 ( 　　 ) A. 用水区分氢氧化钠和氯化钠 B. 用氢氧化钙区分氯化钾和氯化铵 C. 实验室用品尝的方法区分食盐和蔗糖 D. 用灼烧闻气味的方法区分羊绒线和棉线 C 4. (2017 河南化学竞赛 ) 某固体可能含有 Ca(NO 3 ) 2 、 Na 2 SO 4 、 Na 2 CO 3 、 FeCl 3 、 KCl 中的一种或几种 ， 现对其进行如下实验： ① 取少量固体于试管中 ， 加适量蒸馏水 ， 固体完全溶解成无色透明溶液； ② 取少量上述溶液 ， 加过量稀硝酸 ， 有气泡产生； ③ 取 ② 所得溶液少量 ， 滴加 BaCl 2 溶液 ， 产生白色沉淀。分析以上实验现象 ， 对原固体组成的推断中正确的是 ( 　　 ) A. 肯定有 Na 2 CO 3 、 Na 2 SO 4 ， 无 FeCl 3 、 Ca(NO 3 ) 2 B. 肯定有 Na 2 CO 3 ， 无 FeCl 3 、 Ca(NO 3 ) 2 C. 肯定有 Na 2 CO 3 、 Na 2 SO 4 ， 无 FeCl 3 D. 肯定有 Na 2 CO 3 ， 无 FeCl 3 、 KCl A 类型 2 物质的除杂 【 例 】 (2017 邵阳 ) 下列根据实验目的所设计的实验方案中 ， 正确的是 ( 　　 ) 选项 实验目的 实验方案 A 除去稀硫酸中的 FeSO 4 加入适量铁粉 B 除去 CO 2 中的 CO 将气体通入 NaOH 溶液 C 除去 CaCl 2 溶液中的 HCl 加过量 CaCO 3 ， 过滤 D 除去铝粉中的铜粉 加适量稀硫酸 ， 过滤 C 及 时 练 习 1. (2017 巴中 ) 欲除去氯化钙溶液中含有少量的盐酸 ， 在不用酸碱指示剂的条件下 ， 应加入的试剂是 ( 　　 ) A. 石灰水　　　　 B. 生石灰 C. 纯碱 D. 石灰石粉末 D 2. (2017 洛阳模拟 ) 除去下列物质中的少量杂质 ， 所选用的试剂 ( 括号中的物质 ) 不正确的是 ( 　　 ) A. 氮气中的氧气 ( 碳 ) B. 铜粉中的氧化铜 ( 一氧化碳 ) C. 碳酸钙中的氯化钙 ( 水 ) D. 氯化钠溶液中的硫酸铜 ( 氢氧化钡溶液 ) A 3. (2017 洛阳八校联考 ) 为除去下列物质中的杂质 ( 括号内物质为杂质 ) ， 选用试剂和操作方法都正确的是 ( 　　 ) 选项 物质 所选试剂 操作 A CO 2 气体 ( HCl ) NaOH 溶液 将混合气体通入洗气瓶洗气 B 铜粉 ( 铁粉 ) 稀硫酸 加入足量稀硫酸 ， 过滤 、 洗涤 、 干燥 C FeSO 4 溶液 ( CuSO 4 ) 镁粉 加入过量的镁粉 ， 充分反应后过滤 D NaNO 3 溶液 ( Na 2 CO 3 ) Ba(NO 3 ) 2 溶液 加入过量的 Ba(NO 3 ) 2 溶液 ， 过滤 B ( 导学号　 12604114 ) 4. (2017 郑州回中模拟 ) 除杂 ( 用化学方程式表示 ， 括号内物质为杂质 ) (1)CaCl 2 (CaCO 3 )________________________________________________________________________ 。 (2)CO 2 (CO)________________________________________________________________________ 。 CaCO 3 ＋ 2HCl === CaCl 2 ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 类型 3 物质的共存 【 例 】 (2017 新乡一模 ) 能在 pH 为 13 的无色溶液中大量共存的一组物质是 ( 　　 ) A. NaNO 3 、 AgNO 3 、 NH 4 Cl B. K 2 SO 4 、 K 2 CO 3 、 NaOH C. KMnO 4 、 CuSO 4 、 NaNO 3 D. HCl 、 KNO 3 、 Na 2 CO 3 B 及 时 练 习 1. (2017 开封一模 ) 下列各组离子在无色溶液中能大量共存的是 ( 　　 ) A. H ＋ 、 Na ＋ 、 Cl － 、 CO 3 2 － B. Fe 3 ＋ 、 K ＋ 、 Cl － 、 NO 3 － C. Na ＋ 、 Ba 2 ＋ 、 Cl － 、 SO 4 2 － D. K ＋ 、 NH 4 ＋ 、 Cl － 、 NO 3 － D 2. (2017 洛阳模拟 ) 在 pH ＝ 1 的溶液中能大量共存 ， 并且溶液为无色透明的离子组是 ( 　　 ) A. Ba 2 ＋ 、 Na ＋ 、 NO 3 － 、 SO 4 2 － B. Mg 2 ＋ 、 Cl － 、 Al 3 ＋ 、 SO 4 2 － C. K － 、 Cl － 、 HCO 3 － 、 NO 3 － D. Ca 2 ＋ 、 Na ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 NO 3 － B 3. (2017 滨州 ) 小滨对某无色溶液所含溶质的记录 ， 合理的是 ( 　　 ) A. HCl 、 NaOH 、 Na 2 SO 4 B. KNO 3 、 ZnCl 2 、 FeCl 2 C. AgNO 3 、 H 2 SO 4 、 NaCl D. NaOH 、 Na 2 CO 3 、 NaCl D 命题点 物质的检验与区分、除杂和共存 1. (2015 河南 10 题 1 分 ) 除去食盐水中 CaCl 2 和 Na 2 SO 4 杂质的操作有： ① 加过量 BaCl 2 溶液； ② 过滤； ③ 加过量 Na 2 CO 3 溶液； ④ 蒸发结晶； ⑤ 加适量盐酸。下列操作顺序正确的是 ( 提示 ： BaSO 4 、 BaCO 3 难溶于水 ) ( 　　 ) A. ③①②⑤④ 　　　　　　 B. ①⑤③②④ C. ①③⑤④② 　　　　　　 D. ①③②⑤④ D