物質(zhì)檢驗實驗方案的設(shè)計

1、化學(xué)實驗方案設(shè)計----- 第三節(jié) 物質(zhì)檢驗實驗方案的設(shè)計,設(shè)計、制作：魚一哲,一、物質(zhì)檢驗概述,1、什么是物質(zhì)的檢驗？,物質(zhì)的檢驗是根據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng)，選擇恰當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?，采取合理的步驟，準(zhǔn)確的觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象，如顏色的變化、物質(zhì)的溶解、沉淀，氣體的生成、氣體的氣味、火焰的焰色等，進(jìn)行綜合判斷和嚴(yán)密推理而得出正確的結(jié)論。,物質(zhì)的檢驗在中學(xué)階段通常有鑒定、鑒別和推斷三類。 共同點(diǎn)：均需根據(jù)物質(zhì)的特征

2、反應(yīng)，選擇恰當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?，?zhǔn)確觀察反應(yīng)中顏色的改變、沉淀的生成和溶解、氣體的生成及氣味、焰色等現(xiàn)象加以判定．必要時寫離子方程式或化學(xué)方程式。 不同點(diǎn)：鑒定通常是指對于一種物質(zhì)的定性檢驗，鑒定是根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性，分別檢出物質(zhì)的組成元素或離子。 鑒別通常是指對兩種或兩種以上的物質(zhì)進(jìn)行定性辨認(rèn)，可根據(jù)一種物質(zhì)的特性區(qū)別于另一種；也可根據(jù)幾種物質(zhì)氣味、溶解性、溶解時熱效應(yīng)等一般性質(zhì)的不同加以區(qū)別。 推斷是通過已知實驗事實，根據(jù)

3、性質(zhì)分析推理出被檢驗物質(zhì)的組成或名稱。,2、物質(zhì)檢驗的三種類型,3、物質(zhì)檢驗的基本要求?反應(yīng)要有明顯的外部特征：反應(yīng)應(yīng)有溶液顏色的改變、沉淀的生成或溶解，氣體的產(chǎn)生等。?注意反應(yīng)進(jìn)行的條件；?避免或排除干擾物質(zhì)的影響：①需檢驗的物質(zhì)中已經(jīng)有干擾的物質(zhì)存在，則需選擇試劑，對干擾物質(zhì)進(jìn)行排除；②須分次加入不同鑒別試劑才能檢驗時，加入的前一試劑可能會引入干擾物質(zhì)；,4、物質(zhì)檢驗的常用方法,（1）根據(jù)被檢驗物質(zhì)物理性質(zhì)的差異，物理方法

4、有：①觀察法；②嗅試法；③水溶法；④加熱法；⑤焰色反應(yīng)法；⑥丁達(dá)爾現(xiàn)象法等。,（2）根據(jù)被檢驗物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)方法有：①加熱法；②顯色法；③試劑法；④分組法等。,,5、物質(zhì)檢驗的一般步驟,一般步驟： 1、對試樣進(jìn)行外觀觀察：色、態(tài)、氣味 2、準(zhǔn)備溶液：固體則少量溶解 液體取少量直接檢驗 3、進(jìn)行檢驗：看各成分離子間是否有干擾，如果有干擾離子則先檢驗干擾離子，后排除

5、,1、常見陽離子的檢驗：Na+、K+、Ba2+、Mg2+、Al3+、H+、NH4+、Fe3+、Fe2+、Cu2+；2、常見陰離子的檢驗：Cl-、Br-、I-、SO42-、CO32-、SO32-、AlO2-、SiO32-；3、常見氣體的檢驗：H2、CO、CH4、O2、Cl2、HCl、CO2、NH3、C2H2、C2H4、NO、NO2；,二、常見物質(zhì)的檢驗,4、重要有機(jī)物的檢驗常用試劑：酸性KMnO4溶液、溴水、銀氨溶液、

6、 新制Cu（OH）2懸濁液、FeCl3溶液等,實例體驗1：教材P85 示例3,實例體驗2：設(shè)計一實驗證明A12(SO4)2與Na2C03兩溶液混合，所得的沉淀是Al(OH)3，而不是A12(CO3)2。,解析 要證明一物質(zhì)是不是碳酸鹽，應(yīng)讓其與稀HCl反應(yīng)，能不能產(chǎn)生無色無味氣體。具體的操作如下：取少量飽和Al2(SO4)3溶液于燒杯中，加入少量飽和Na2CO3溶液，攪拌，過濾，洗滌沉淀2～3次(因為沉

7、淀中會含有Na2CO3,溶液，影響實驗結(jié)果)，取少量沉淀于試管中，滴入稀HCl，仔細(xì)觀察有無氣泡生成。,三、未知物的檢驗,未知物的檢驗就是利用物質(zhì)（或離子）的檢驗方法（特征反應(yīng)），根據(jù)實驗現(xiàn)象檢驗未知物是（或含有）什么，或可能是（或可能含有）什么。未知物檢驗常見類型： 1、陽離子檢驗 2、陰離子檢驗 3、陰陽離子混合的檢驗,例1 在某溶液中，可能含有下列離子： Ba 2+ 、Fe3+、Ag+、

8、Al3+，請設(shè)計實驗檢驗溶液中存在或可能存在的離子。,分析：從顏色分析有Fe3+，又Ag+干擾其他離子的檢驗，先檢驗Ag+，再除去Ag+排除干擾，又Ba 2+ 、Al3+互不干擾，取上層清液加Na2SO4溶液檢驗Ba 2+ ，加NaOH至過量取上層清液滴加鹽酸檢驗Al3+。,例2 某未知溶液中可能含有下列離子：SO42-、CO32-、Cl-、SiO32-，請設(shè)計實驗檢驗。,分析：檢驗SO42-、 Cl-均受到CO32- 的干擾，所以

9、先檢驗CO32- 、SiO32-再除去，又SO42-干擾Cl-的檢驗。先檢驗SO42-最后檢驗Cl-。,具體步驟：取少量溶液加過量稀硝酸如果有氣體生成的說明有CO32- ，有白色沉淀生成的說明有SiO32-，反之沒有。取反應(yīng)后溶液加足量的硝酸鋇，如果有白色沉淀現(xiàn)象說明有SO42-，再取以上反應(yīng)后溶液加AgNO3，有白色沉淀現(xiàn)象說明有Cl-。,,,,例3：在某澄清、透明的淺黃色溶液中，可能含有下列離子： K+、 NH4+、 Fe3+、Ba

10、2+、 Al3+、 SO42-、 HCO3-、 Cl- ，試設(shè)計實驗，檢驗溶液中存在或可能存在的離子。,分析：初步判斷有Fe3+ ，無HCO3- ， 又Ba2+、 SO42-是不能共存的，再分別取少量原溶液進(jìn)行檢驗有無 NH4+、K+、Al3+、 Ba2+、 SO42-、 Cl- 。,實驗設(shè)計 ：1、先用焰色反應(yīng)檢驗K+的存在；2、 加硝酸鋇溶液檢驗 SO42-的存在，有SO42-則溶液中無 Ba2+ ，如果無SO42- ，則需取原溶液

11、加稀硫酸檢驗Ba2+ ；3、檢驗Cl- 的存在要先除去SO42- 再加硝酸銀溶液檢驗；4、用氫氧化鈉溶液檢驗Al3+的存在 ；5、用濃堿加熱檢驗NH4+的存在。,1、未知物檢驗的一般步驟：利用離子或物質(zhì)的特征反應(yīng)，檢驗步驟與離子檢驗的步驟基本相似。,小結(jié),2、未知物檢驗注意事項：（1）離子間的共存問題；（2）離子間的干擾問題；（3）所加試劑在何種情況下必須是過量的；（4）語言敘述要準(zhǔn)確。,,,外觀觀察,準(zhǔn)備溶液,進(jìn)行檢驗,,可能

12、含有的離子進(jìn)行分析,四、物質(zhì)的鑒別,?不用任何試劑鑒別多種物質(zhì) 一般有三種基本形式: ①順序型 通過觀察、加熱、焰色反應(yīng)或兩兩混合等方法先確定其中的某種物質(zhì)，再用這種物質(zhì)作為新試劑來鑒別組內(nèi)物質(zhì)。 ②一次型 用某種方法鑒別出一種物質(zhì)后，這種物質(zhì)與組內(nèi)其它物質(zhì)反應(yīng)分別呈現(xiàn)不同的現(xiàn)象，從而一次性地鑒別出組內(nèi)各物質(zhì)。 ③分組型 依據(jù)某種原理將待鑒別的物質(zhì)分成幾組，在分別加以分析鑒別。,1、基本類型

13、,實例分析,?只用一種試劑鑒別多種物質(zhì)常用的試劑有溴水、氯化鐵溶液、純堿溶液、新制氫氧化銅懸濁液等。①先分析被鑒別的物質(zhì)的水溶性、密度、酸堿性，確定能否選用水或指示劑進(jìn)行鑒別例如:用一種試劑鑒別：NH4Cl、NaCl、Na2CO3,②在鑒別多種酸、堿、鹽溶液時，可依據(jù)“相反原理”確定試劑進(jìn)行鑒別。即鑒別的溶液多數(shù)為酸性時，可選用堿性或水解呈堿性的鹽的溶液做試劑；若被鑒別的物質(zhì)多呈堿性時，可選用酸或水解呈酸性的鹽的溶液作試劑。

14、例如：硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等；硫代硫酸鈉、硫化鈉、亞硫酸鈉、碳酸鈉、偏鋁酸鈉、氯化鈉等,例:怎樣鑒別乙酸、乙醛和乙醇三種有機(jī)物？,?任選試劑鑒別多種物質(zhì),①所選試劑與被檢物質(zhì)反應(yīng)要有高的專一性、選擇性②反應(yīng)要快、要完全③反應(yīng)要有明顯的現(xiàn)象或特征④實驗步驟盡量少,例如：現(xiàn)有KCl、Na2CO3、AlCl3、（NH4）2SO4四種無色溶液，請選擇恰當(dāng)試劑加以區(qū)分。若只能選一種試劑一次性區(qū)分開來,該試劑為

15、 .,2、鑒別物質(zhì)的操作中注意事項*鑒別多種物質(zhì)時要編號；*鑒別時，不能在原試劑瓶中直接加入試劑進(jìn)行檢驗。每次取少量，液體每次取1～2毫升，一般固體取少許或配成溶液后使用； *氣體用導(dǎo)氣管導(dǎo)出。 3、鑒別題解答時文字表達(dá)要求①不許原瓶操作：鑒別的目的是為了以后的使用，若用原瓶操作，污染了原瓶中試劑，要有“各取少許”字樣。②不許“指名道姓”：結(jié)論的得出來自實驗現(xiàn)象，在加入試劑之前，該物質(zhì)是未知的，

16、應(yīng)該敘述“若……(現(xiàn)象)，則證明有……”，敘述時不可出現(xiàn)“取某某物質(zhì)加入某某試劑……”的字樣。一般簡答順序為：各取少許→溶解→加入試劑→描述現(xiàn)象→得出結(jié)論→原理（方程式）,五、設(shè)計物質(zhì)檢驗方案的一般原則1．充分利用離子的特征反應(yīng)。例如，鑒別NH4NO3、 K2SO4 、(NH4)2SO4、KNO3四種白色固體，其中NH4+檢驗的特征反應(yīng)是利用NH4+和OH-反應(yīng)，Cl-檢驗的特征反應(yīng)是利用Cl-和Ag+的特征反應(yīng)，SO42-檢驗的

17、特征反應(yīng)是利用SO42-和Ba2+的特征反應(yīng)。根據(jù)上面分析，可以選用Ba(OH)2溶液作為檢驗這四種鹽的試劑。,2．確定檢驗操作順序要“先簡后繁”。例如，鑒別NH3、C12、N2，CO2、NO2、O2等六種氣體。一觀顏色，將C12(黃綠色)、NO2(紅棕色)先檢出；二用濕潤的紅色石蕊試紙將NH3檢出；三用點(diǎn)燃．將能使帶火星的火柴棒復(fù)燃的O2檢出；四用試劑，把剩余兩瓶氣體通入澄清石灰水中，振蕩，其中可使澄清石灰水變渾濁的是CO2，余下的是

18、N2。,3．按“先活后惰”的原則確定物質(zhì)檢出的順序。例如，將己烯、己烷、苯、甲苯四種無色溶液進(jìn)行一一區(qū)別。其中己烯最活潑，甲苯次之，己烷最不活潑，所以在鑒別時，應(yīng)先將最活潑的己烯用溴水將其檢出，其次用KMnO4(H+)溶液將甲苯檢出，最后用硝化反應(yīng)將苯檢出，最后剩下的就是不活潑的己烷,物質(zhì)檢驗典例回顧,1、有五種無色溶液：NaCl、K2S、NaAlO2、NaHCO3、BaCl2。要求只用一種試劑一次將它們區(qū)別開來，這試劑可以是下列的（

19、 ）A．稀鹽酸 B．稀硫酸 C．氯化鋇溶液 D．硝酸銀溶液,B,2、用一種試劑即可鑒別NaCl、MgCl2、FeCl2、AlCl3、FeCl3、CuCl2、（NH4）2SO4 7種溶液，該試劑是（ ）A．NaOH溶液 B．氨水C．Ba(OH)2溶液 D．AgNO3溶液,,AC,3、只用水就能鑒別的一組物質(zhì)是 （ ）A．苯、乙酸、四氯化碳

20、B．乙醇、乙醛、乙酸C．乙醛、乙二醇、硝基苯D．苯酚、乙醇、甘油E、NaOH、NH4NO3、Na2CO3固體F、CuSO4、CaCO3、Na2CO3粉末,A、E、F,4、常溫下，下列各組物質(zhì)不能用一種試劑通過化學(xué)反應(yīng)區(qū)別的是（ ）A．MnO2 、CuO、FeO B．(NH4)2SO4、K2SO4、NH4ClC．AgNO3、KNO3、Na2CO3 D．Na2CO3、NaHCO3 、K2

21、CO3,D,5、一瓶無色氣體可能由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一種或幾種組成，將此氣體通過盛有濃硫酸的洗氣瓶，發(fā)現(xiàn)氣體體積減少了一部分。繼續(xù)通過裝有Na2O2固體的干燥管，發(fā)現(xiàn)從干燥管中出來的氣體呈紅棕色。再將該氣體通入盛滿水且倒立于水槽中的試管中，最后發(fā)現(xiàn)試管里仍充滿液體，請回答：（1）原氣體中一定含有： ，一定不含有 。（2）由最終結(jié)果可知原氣體中

22、和 氣體的體積比為：,6、在某澄清、透明的溶液中，可能含有下列離子：K+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、Cl-中的幾種。 （1）取少量原溶液，滴加足量用鹽酸酸酸化的 Ba(NO3)2 溶液，出現(xiàn)白色沉淀，過濾。（2 ）?。?）的濾液，滴加用硝酸酸化的 AgNO3 溶液，出現(xiàn)白色沉淀。（ 3 ）取少

23、量原溶液，滴加 NaOH 溶液至過量，整個過程無氣體產(chǎn)生，只有紅褐色沉淀。則原溶液中肯定存在的離子 ;肯定不存在的離子 ;可能存在的離子 .,,7、有一瓶無色氣體，可能含有 H2S、CO2、HBr、HCl、SO2氣體中的一種或幾種，將其通入稀氯水中得到無色溶液，向此溶液中加入溶液，產(chǎn)生白色沉淀，則原氣體中不能確定是否有的氣體是： （

24、 ） A、 SO2和HCl B、 CO2和H2S C、 HCl和CO2 D、 CO2和SO2,C,B,,,8、在一接近中性的含Na+的澄清溶液中，可能還存在

25、NH4+ 、 Fe2+、Br- 、I- 、CO32 - 、 SO32 - 6中離子中的幾種，在此溶液中滴加足量氯水后:①發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生；②溶液呈橙黃色；③溶液中加入BaCl2溶液無沉淀生成； ④溶液不能使淀粉變藍(lán)。根據(jù)上述實驗事實推斷，該溶液中肯定不存在的離子組是