高中化学 专题一 第二单元 研究物质的实验方法(二) 苏教版必修1知识精讲

高一化学专题一 第二单元 研究物质的实验方法（二）苏教版必修1

【本讲教育信息】

一、教学内容

研究物质的实验方法（二）

二、考点清单

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1、学会检验Cl、SO42、CO32、NH4+ 等离子的方法和技能 2、了解常见物质（离子）的检验及物质检验方案的设计

3、能用焰色反应、离子检验方法设计简单的实验方案，探究某些常见物质的组成成分

三、全面突破

知识点1：物质的检验 1、原则

①充分利用物质的特征反应 ②确定检验操作顺序要“先简后繁” 2、步骤

①取试样 ②加试剂 ③说操作 ④表现象 ⑤定结论 检验和鉴别应做到：不许原样操作；不能“指名道姓”； 3、常见气体的检验（打*的暂不作要求） （1）氢气（H2）：收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，松开拇指，听到轻微的爆鸣声。

（2）氧气（O2）：使带火星的木条复燃。 （3）氯气（Cl2）：黄绿色有刺激性气味的气体，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝）。

（4）氯化氢（HCl）：无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。

*（5）二氧化硫（SO2）：无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

（6）氨气（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能生成白烟。

*（7）二氧化氮（NO2）：红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性。

*（8）一氧化氮（NO）：无色气体，在空气中立即变成红棕色。 （9）二氧化碳（CO2）：能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭。（SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭）。

（10）一氧化碳（CO）：可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2；能使灼热的CuO由黑色变成红色。

（11）甲烷（CH4）：无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成水和CO2；不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。

4、几种重要阳离子的检验

（l）H：紫色石蕊变红、pH试纸、某些盐等。

?（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（通过钴玻片）。 （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溶液反应生成白色沉淀，沉淀不溶于过量的NaOH溶液 *（5）Al3?：与适量的NaOH溶液反应生成白色絮状沉淀，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 HNO3 （7）NH4?：铵盐（或浓溶液）与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的有刺激性气味的NH3气体。

*（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

（9）Fe

3?2?+ Cl2＝2Fe

3?+2Cl

?：能与 KSCN溶液反应，变成血红色 Fe（SCN）3溶液，能与 NaOH溶液：蓝色水溶液（浓的CuCl2溶液显绿色），能与NaOH溶液反应，生成蓝色

反应，生成红褐色Fe（OH）3沉淀。

（10）Cu

2?的Cu（OH）2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。 5、几种重要的阴离子的检验

（1）OH：能使无色酚酞变红、紫色石蕊变蓝。

（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， （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，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，

生成I2，使淀粉溶液变蓝。

（5）SO4：加稀HCl无现象，再加BaCl2溶液，生成白色沉淀。

（6）SO3：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。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）CO3：能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。

（8）HCO3：加CaCl2溶液无沉淀，加盐酸放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。

（9）NO3：浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。

??2?2???2?【典型例题】

例1、NH4+、Cl、SO42、Na+、K+等离子的检验

（1）NH4+的检验（铵盐）

取样（少量放在试管中）与碱混合加热，若有刺激性气味的气体产生，且该气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明该试样中含有NH4+。

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实验原理：NH4+ +OH 加热 H2O +NH3 ↑ NH3 使湿润的红色石蕊试纸变为_蓝色_ （ 试纸为何要润湿？）：NH3

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NH3?H2O+H2ONH4+ +OH

（2）Cl的检验（盐酸盐或称氯化物）

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取样并向内加稀HNO3和AgNO3溶液，若生成白色沉淀，证明该试样中含有Cl。

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实验原理：Cl + Ag+ == AgCl↓

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（3）SO42的检验（硫酸盐）

取样并向内加稀HCl无现象，再加BaCl2溶液，若生成白色沉淀，证明该试样中含有－

SO42。

（4）焰色反应

取一根铂丝或者铁丝，用稀盐酸洗涤，放在酒精灯的火焰上灼烧至无色。用灼烧后的铂丝蘸取少许待测物，放入火焰中灼烧，就会观察到不同颜色的火焰。

火焰呈黄色的试样中含Na+，透过蓝色钴玻璃呈紫色，原溶液中含K+。

例2、有一包白色固体，可能含有Na2CO3、CuSO4、CaCl2、Na2SO4、NaCl等物质中的一种或几种，现取部分该固体溶于水，可得到澄清的无色溶液，再向其中加入BaCl2产生白色沉淀，再加入足量HNO3沉淀部分消失，回答：

（1）该固体一定含有 、一定不含 、可能含 ； （2）写出其中两个反应的化学方程式。

【解析】物质的推断应该看成离子的推断。由第一步得到澄清的无色溶液，推断无CuSO4，因为它电离的Cu2+在溶液中为蓝色，加BaCl2产生白色沉淀且加硝酸后部分溶解，则必有两种以上沉淀，不溶的部分必为BaSO4，溶的部分为BaCO3，所以Na2CO3、Na2SO4一定有，又因为Na2CO3和CaCl2不能共存，所以CaCl2一定没有，剩下NaCl可能有。这样后面的两个反应也很明显了。

【答案】（1）Na2CO3 、Na2SO4；CuSO4、CaCl2；NaCl

（2）Na2CO3?BaCl2?BaCO3??2NaCl Na2SO4?BaCl2?BaSO4??2NaCl

例3、某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均反应完全）：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中

A. 一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种 B. 一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种 C. 一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2、中的一种 D. 一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种

【解析】由①可知，碱石灰吸收的是CO2或H2O，或二者的混合物；②中CuO被还原为Cu，还原剂为CO或H2，或二者的混合物；但由③可知，反应②生成了H2O，故原混合气体中一定有H2；由反应④可知，反应②又生成了CO2，故原混合气体中一定有CO。

【答案】D

例4、下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉的加热条件下反应产生的所有气体产物，填写下列空白：

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（1）如果装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序改为②、①、③，则可以检验出的物质是 ；不能检出的物质是 。

（2）如果将仪器的连接顺序变为①、③、②，则可以检出的物质是 ；不能检出的物质是 。

（3）如果将仪器的连接顺序变为②、③、①，则可以检出的物质是 ；不能检出的物质是 。

【解析】浓硫酸与木炭加热发生的反应方程式为：

2H2SO4（浓）+C?CO2↑+2SO2↑+2H2O。

纵观整套装置，①用于检验H2O蒸气（使无水硫酸铜变蓝色）；②用于检验SO2气体（品红溶液褪色、酸性KMnO4溶液褪色，再通过品红溶液验证SO2是否已经除净）；③用于检验CO2气体（澄清石灰水变浑浊）。

（1）当顺序改为②、①、③时，由于分解气先经②装置，必然带出洗气瓶中H2O的蒸气，故难以肯定①中无水硫酸铜变蓝色是由于浓硫酸与木炭反应所产生的H2O。

（2）当顺序改为①、③、②时，足量澄清石灰水变浑浊究竟是由CO2还是由SO2与Ca（OH）2反应造成的，无法肯定，所以CO2与SO2都无法一一鉴别了。

（3）当顺序改为②、③、①时，出现了（1）中同样的问题。 【答案】（1）SO2、CO2；H2O （2）H2O；CO2、SO2 （3）SO2、CO2；H2O

方法要领：根据SO2、CO2、H2O的特有性质，通过实验来检验三种物质的存在。而在实验过程中，检验SO2、CO2都要通过水溶液，因此对检验H2O（g）有干扰作用；检验CO2用石灰水，SO2也与石灰水反应出现类似现象，因此SO2也会干扰CO2的检验。三种物质检验时相互有干扰，审题时要搞清气体通过的试剂会与哪种气体反应，从而判断检验出何种气体。

例5、A、B、C、D分别代表NaNO3、NaOH、HNO3和Ba（NO3）2溶液中的一种。现利用另一种溶液X，用下图所示的方法，即可将它们一一确定。试确定A、B、C、D、X各代表何种溶液。A： ，B： ，C： ，D： ，X： 。