1、第课时第十五章物质检验实验方案的设计化学检验实验方案的设计1体验(2010高考重庆)能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试剂是()AHNO3 BKOHCBaCl2 DNaClOA教材导学2【解析】HNO3氧化I-生成棕色的碘，与Na2CO3产生无色的CO2气体，与NaAlO2反应先生成白色沉淀然后溶解，现象均不同。3下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是()KOH Na2SO4 AlCl3NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4HCl NaAlO2NaHSO4Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2A.B.C.D若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反
2、应区别开来。若以上两方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，记录混合后的反应现象，分析确定。若被鉴别物质为两种时，可考虑因试剂加入的顺序不同所产生的现象不同而进行鉴别。A4不用试剂怎样鉴别NaAlO2和H2SO4溶液?【答案】将两瓶溶液标为甲、乙，分别取少量于试管中，若将甲溶液逐滴滴到乙溶液中，开始无明显变化，当逐滴滴加一定量开始产生白色沉淀，则甲溶液为NaAlO2溶液，乙溶液为H2SO4溶液。若甲溶液逐滴滴加到乙溶液中，先产生白色沉淀，后沉淀不断溶解，则甲溶液为H2SO4溶液，乙溶液为NaAlO2溶液。5有甲酸、乙酸、乙醛、乙酸乙酯、乙醇、溴乙烷6种无色溶液，只用一种试剂便可将它们一一鉴别开来。
3、这种试剂是()A.蒸馏水B.FeCl3溶液C.Cu(OH)2浊液 D.NaOH溶液C6与Cu(OH)2悬浊液混合变澄清的是甲酸、乙酸，加热有砖红沉淀生成的是甲酸，混合后加热有砖红沉淀生成的为乙醛，不溶无色液体在上层的是乙酸乙酯，在下层不溶的是溴乙烷，混合物均匀加热无现象的是乙醇。解析7有三组物质：NO2和溴蒸气；乙醛、苯、硝基苯三种无色液体；CaC2、CuSO4(无水)、CaCO3、Na2SO4、干燥的碱石灰(加有少量酚酞)五种固体，只要有水就能区别开的是()A.B.C.D.中NO2溶于水红棕色消失，Br2溶于水得橙黄色溶液，与水分层的，油样在上层为苯，在下层的是硝基苯，与水互溶的是乙醛，中C
4、aC2见水剧烈放出气泡，CuSO4得蓝色溶液，CaCO3难溶，Na2SO4溶解成无色溶液，碱石灰溶于水使酚酞变红。解析D8物质的检验、鉴别与推断1.物质检验的基本步骤如下(1)对试样进行外观观察试样外观，即被检验物质的状态、颜色、气味等。对试样的外观进行观察，可以得到一些具有参考价值的现象、结论以帮助在进行物质检验中的判断，缩小检验范围。9(2)取样作准备对被检验的物质，一般是取其适量进行检验，以免造成不必要的浪费。对取出的样品，若是固体，一般要将它溶于水中配成溶液。配成溶液的目的，一是有利于有关化学反应的发生，此外这也是物质检验措施之一。通过试样的溶解，可进一步缩小检验范围。10例如：11(
5、3)检验若检验的是已配好的溶液，每次均应取少量溶液进行检验，绝对不能将检测试剂(或试纸)直接加到全部待检测的溶液中去。(4)答题要领不许用原瓶操作，要有“各取少许”字样。不许“指名道姓”，结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，应该叙述为“若(现象)，则证明有”的字样。122.常见气体的检验待检物操作步骤现象反应方程式备注氧气(O2)用试管或集气瓶取待检气体，然后向试管或集气瓶中插入带有火星的木条木条复燃C+O2CO2在试验前，集气瓶或试管要盖严密，防止氧气逸出氢气(H2)使待检气体通过尖嘴玻璃导气管并点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯有淡蓝色火焰，烧杯里有水雾生成2H2+O2
6、2H2O点燃前一定要先检验气体的纯度点燃点燃13待检物操作步骤现象反应方程式备注氨气(NH3)1用湿润的红色石蕊试纸检验；2把待检气体收集在集气瓶里，盖上玻璃片，用玻璃棒蘸取浓盐酸，开启玻璃片。将玻璃棒插入瓶中1.变蓝色2.生成白烟1.NH3+H2ONH3H2ONH3H2ONH+4+OH-2NH3+HCl=NH4Cl在常见的气体中，遇水显碱性的只有氨气14待检物操作步骤现象反应方程式备注二氧化硫(SO2)在洁净试管里加入5 mL品红溶液，再通入待检气体。再加热品红溶液褪色，加热后红色复现-有刺激性气味，这方面不同于二氧化碳一氧化氮(NO)让待检气体接触空气变成有刺激性气味的红棕色气体2NO+O
7、2=2NO2在空气中由无色变为红棕色是一氧化氮的特性15待检物操作步骤现象反应方程式备注二氧化氮(NO2)1.在盛有碘化钾淀粉溶液的洁净试管里，通入待检气体2把待检气体通入硝酸银溶液中1.溶液变蓝色2无沉淀生成3NO2+H2O=2HNO3+NO8HNO3+6KI=6KNO3+3I2+4H2O+2NO红棕色、有刺激性气味，颜色与Br2蒸气相同16待检物操作步骤现象反应方程式备注一氧化碳(CO)1.在空气里点燃待检气体2把氧化铜粉末装在燃烧管里，加热到红热，再通入待检气体。观察氧化铜颜 色的变化。把反应 中产生的气体通入 澄清的石灰水中1.火焰呈淡蓝色2.氧化铜粉末变成红色的铜，产生的气体使澄清的
8、石灰水变浑浊1.2CO+O22CO22.CuO+COCu+CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O一氧化碳气体有毒，要注意安全点燃17待检物操作步骤现象反应方程式备注溴蒸气(Br2)1.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验待检气体2.在洁净的试管里加入硝酸银溶液，用硝酸酸化，再通入待检气体1.试纸变蓝色2.生成淡黄色沉淀，沉淀不溶于硝酸1.2KI+Br2=2KBr+I22.Br2+H2O=HBr+HBrOBr-+Ag+=AgBr有刺激性气味，颜色为红棕色18一些复杂问题中，要灵活运用这些特征反应或气体的其他物理、化学性质，进行综合分析、比较、推理，得出结论。3.常见溶液和固体的检验溶液或固体物质
9、鉴别时，一般可先从物质的颜色、水溶性、熔沸点等物理性质或能否分解、是否有现象明显的特征反应等化学性质进行分析。19(1)常见阳离子的检验离子 使用的试剂反应现象有关的离子方程式H+(1)紫色石蕊试液(2)Na2CO3溶液(1)石蕊试液变红(2)有无色无味气体产生2H+CO2-3=CO2+H2ONH+4(1)湿润的红色石蕊试纸(2)NaOH溶液加热，有刺激性气味的气体产生，该气体遇HCl(气态)产生白烟，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色NH+4+OH-NH3+H2O20离子使用的试剂反应现象有关的离子方程式Na+K+用铂丝蘸取少量的试样(溶液或固体)在酒精灯火焰上灼烧，若出现黄色火焰，则含有Na+；
10、透过蓝色钴玻璃若看到浅紫色火焰，则含有K+Fe2+NaOH溶液先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色Fe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)321离子使用的试剂反应现象有关的离子方程式Fe3+(1)NaOH溶液(2)KSCN溶液(1)生成红褐色沉淀(2)生成血红色溶液Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3Al3+NaOH溶液加适量的NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，过量时沉淀溶解，该沉淀也溶于盐酸Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2O2
11、2离子 使用的试剂反应现象有关的离子方程式Cl-AgNO3溶液稀硝酸加入AgNO3溶液，产 生 白 色 沉 淀，该 沉 淀 在 稀 硝 酸中不溶解Ag+Cl-=AgClBr-(1)AgNO3溶液、稀硝酸(2)氯水、CCl4(1)加 入 AgNO3溶液，产 生 浅 黄 色沉 淀，该 沉 淀 不溶于稀硝酸(2)加入 氯 水 后 振 荡，再滴入CCl4少许，CCl4层呈橙红色(1)Ag+Br-=AgBr(2)Cl22+2Br-=Br2+2Cl-(2)常见阴离子的检验23离子使用的试剂反应现象有关的离子方程式I-(1)AgNO3溶液、稀HNO3(2)氯水、淀粉溶液(1)加AgNO3溶液，产生黄色沉淀，
12、该沉淀不溶于稀硝酸(2)加入氯水和淀粉溶液，溶液变蓝色(1)Ag+I-=AgI(2)Cl2+2I-=I2+2Cl-OH-(1)酚酞试液(2)紫色石蕊试液(1)溶液变红色(2)溶液变蓝色24离子 使用的试剂反应现象有关的离子方程式SO2-3BaCl2溶液、盐酸加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀可溶于稀盐酸，并放出无色、有刺激性气味、可使品红溶液褪色的气体Ba2+SO2-3=BaSO3BaSO3+2H+=Ba2+SO2+H2OSO2-4BaCl2溶液、盐酸加入足量稀盐酸酸化，无现象，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀Ba2+SO2-4=BaSO425物质试剂与方法现象与结论饱和烃与不饱和烃鉴
13、别加入溴水或高锰酸钾酸性溶液褪色的是不饱和烃苯与苯的同系物鉴别加高锰酸钾酸性溶液褪色的是苯的同系物醛基检验 加银氨溶液、水浴加热；加新制Cu(OH)2悬浊液有银镜；煮沸后有红色沉淀生成醇加入活泼金属钠；加乙酸、浓H2SO4有气体放出；有果香味酯生成4.常见有机物的鉴别方法26物质试剂与方法现象与结论羧酸加紫色石蕊试液；加Na2CO3溶液显红色；有气体逸出酯闻气味或加稀H2SO4果香味；检验水解产物酚类检验加FeCl3溶液或溴水显紫色或白色沉淀淀粉检验加碘水显蓝色蛋白质检验 加浓硝酸微热(或灼烧)显黄色(烧焦羽毛气味)27【例1】A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成它们的离子有分别取它们的
14、水溶液进行实验，结果如下：阳离子 Na+Mg2+Al3+Ba2+阴离子OH-Cl-CO2-3 SO2-4 HSO-428A溶液与B溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；A溶液与C溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；A溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失。据此推断它们是A;B;C;D;E。NaHSO4或Mg(HSO4)2Na2CO3Al2(SO4)3MgCl2Ba(OH)229本题主要考查离子反应，离子大量共存等问题；由实验可知B中应含有Al3+，D中应含有OH-，但因反应过程中沉淀不消失，故在加碱溶解Al(
15、OH)3的同时还应有沉淀生成，则不难确定D为Ba(OH)2,B为Al2(SO4)3，又根据离子大量共存规律，可知A、C、E中必有一种为Na2CO3，由实验可推知A为 Na2CO3,E为 硫 酸 的 酸 式 盐 NaHSO4、Mg(HSO4)2，C为 可 溶 性 镁 盐(MgCl2或MgSO4)等，考虑A、B、C、D、E的组成离子可确定C为MgCl2。解析30【变式1】现有四瓶丢失标签的NaOH、Na2CO3、AlCl3、NH4HSO4溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶液编号为A、B、C、D进行实验。实验过程和记录如下图所示(无关物质已经略去)：ABCD白色沉淀X无色气体Y无色无味气体Z无色溶剂W石
16、蕊溶液变蓝石蕊溶液变红n(A):m(B)=1:3过量B 加热n(C):m(D)=2:1再加入B溶液通入紫色石蕊溶液中通入紫色石蕊溶液中31请回答：(1)Y、Z的化学式分别为：Y；Z。X与B反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO-2+2H2O(2)D溶液pH 7(填“大于”、“小于”或“等于”)，原因是(用离子方程式表示)：NH3CO2大于CO2-3+H2O HCO-3+OH-32(3)等物质的量浓度A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是：(用化学式表示)。(4)请写出C与过量B反应(加热)的离子方程式：NaOHNa2CO3AlCl3NH4HSO4NH+4+H+2OH-NH3+2H2
17、O=33化学实验创新与评价1.创新实验装置集锦(1)启普发生器原理或反应器的设计(如图)34G装置的操作较为特殊：倾斜试管，让酸液与锌接触，即可产生H2；若竖立试管，酸液不与锌接触，则无H2产生。(2)防倒吸装置35(3)量气装置362.实验方案的评价对给出的实验方案作出选择、评价或找出最佳方案，包含的知识点很多，能考查学生的分析和解决问题的能力。对实验方案的评价主要思考是否符合化学实验方案设计的基本要求，此外要考虑如下几个方面的问题：371.选择包括仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择，包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、收集装置、尾气处理装置等；药
18、品的选择，包括种类、浓度、物质状态等；连接方式的选择，包括仪器的先后顺序、导管接口的连接等。382.评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断。要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。3.最佳方案的选用对于定性的几个实验方案都能达到目的，选出其中最佳的一个并分析各方案的优劣。所谓最佳，无非是装置最简单、药品容易取得且价格低廉、现象明显、无干扰物质以及无污染等，对于定量实验，则要求误差小、准确度高。39【例2】某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末测定W的相对原子质量，下图是测定装置的示意图，A中的试剂是盐酸。请回答下列问题。(1)仪器中装入的试剂
19、：B、C、D。锌粒水浓硫酸40(1)一般用盐酸和锌粒反应制取氢气，故B中放锌粒，C中用水吸收挥发出的HCl气体，D中用浓硫酸干燥H2。(2)连接好装置后应先检验装置的气密性；具体方法是：将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，温热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好。解析41(2)连接好装置后应首先，其方法是.4.4。(3)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是。在这两步之间还应进行的操作是。(4)反应过程中G管逸出的气体是，其处理方法是。检查气密性将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，温热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好先从A瓶逐滴滴加液体检验
20、H2的纯度氢气在G管出口处点燃42(2)连接好装置后应先检验装置的气密性；具体方法是：将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，温热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好。(3)应先通入氢气，然后再加热反应管E，所以应该先向A瓶逐滴滴加液体，制取氢气；在加热反应管E之前，还有检验氢气的纯度，只有氢气纯了，才能加热反应管E。(4)F会将生成的水蒸气吸收，最后从G管逸出的气体是氢气，可以采用在G管出口处点燃的方法，除去多余的氢气。解析43(5)从实验中测得了下列数据空E管的质量aE管和WO3的总质量b反应后E管和W粉的总质量c(冷却到室温称量)反应前F管及内盛物的总质量d反应后F管及内盛物的总
21、质量e由以上数据可以列出计算W的相对原子质量的两个不同计算式(除W外，其他涉及的元素的相对原子质量均为已知)：计算式2：Ar(W)=。计算式1：Ar(W)=；44Ar(W)+48e-dWO3 +3H2 W +3H2O，Ar(W)54b-ac-a列方程式得：得：由得：解析(5)根据反应：45【变式2】取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ和足量的碳粉充分混合物，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水。按图连接仪器。46实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成，同时，b瓶的溶液出现白色浑浊。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直
22、至反应管冷却，此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答：(1)元素Z是。氧47(2)停止加热前是否需要先断开a和b的连接处?为什么?不需要，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中。(3)反应管a中发生的所有反应的化学方程式是：MO+C=M+COMO+CO=M+CO2CO2+C=2CO 2MO+C=2M+CO2.48(4)本实验的尾气是否需处理?如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。需处理，因为一氧化碳有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的玻璃管。49 MZ与过量的碳反应生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，该气体
23、中含有二氧化碳。也就是说Z元素应该是氧。因为一直通入氮气直至反应管冷却，因此，停止加热时，不会因为温度降低，反应管内气压减小而引起液体倒吸，所以，不需要将a和b之间的连接处断开。第四问，根据过量的碳与MZ反应来看，该反应过程中除了生成二氧化碳之外，还会生成一氧化碳，一氧化碳有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的玻璃管。解析501.分离提纯的原则(1)引入试剂一般只跟杂质反应；(2)后续试剂应能除去过量的前一试剂；(3)不引入新杂质；(5)杂质与试剂生成的物质易被分离(状态类型不同)；(6)过程简单，现象明显；(7)尽可能将杂质转化为所
24、需物质；(8)除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序；(9)极易溶于水的气体要防止倒吸。分离提纯物质的原则及鉴别物质的技巧51【例3】为提纯下列物质(括号内的物质是杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是()被提纯的物质除杂试剂分离方法A氯化钠(NaI)氯水过滤B氧化铝(二氧化硅)氢氧化钠溶液过滤C 二氧化氮(一氧化氮)氧气通过盛有氧气的玻璃管D苯(苯酚)氢氧化钠溶液分液D522.物质的鉴别技巧(1)若被鉴别的溶液酸碱性不同，可选用适当的指示剂或pH试纸，如鉴别(NH4)2SO4、K2CO3、Na2SO4三种溶液，可选用pH试纸。(2)若几种溶液中含有不同的阳离子，可选用强碱(NaOH、KOH)等与之反应。如鉴别K2SO4、(NH4)2SO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、MgSO4、CuSO4溶液等，可选用Ba(OH)2。53(3)若几种溶液中含有不同的阴离子，可选用强酸(HCl、H2SO4等)与之反应，如鉴别NaCl、Na2S、Na2SO3、Na2CO3、Na2SiO3、Na2S2O3溶液等，可选用HCl。(4)若有金属及不同的金属氧化物，可考虑用强酸，如鉴别MnO2、FeO、CuO等黑色粉末，可选用浓盐酸。(5)用一种试剂鉴别多种物质时，常用到的是“相反原理”，即“阴同阳不同用碱，阳同阴不同用酸，阴阳各不同用盐”。54
