高考化学 教材回归详析——物质的检验、分离和提纯
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联第 1 页 共 7 页 第二节 物质的检验、分离和提纯
考点梳理(三年15考 高考指数:★★★★)
1. 能对常见的物质进行检验
2.能对常见的物质进行分离和提纯。
一、物质的检验
物质检验的方法常用的物理方法有:①观察法;②嗅试法;③加热法;④水溶法;⑤焰色反应法等。常用的化学方法有:①加热法;②点燃法;③指示剂法;④显色法(如无水硫酸铜遇水显蓝色);⑤互滴法;⑥不同试剂两两混合法(又称:简明列表法)等。常见物质检验的方法如下
1.阳离子的检验:
离子 检验试剂 实验现象 离子方程式
H+ 石蕊试液 溶液变红
Na+ 焰色反应 火焰呈黄色
Fe2+ ①NaOH溶液
②KSCN溶液、氯水
③K3[Fe(CN)3]溶液[:] ①先生成白色沉淀,很快变为灰绿色,最后变为红褐色
②加KSCN溶液不变色,加氯水后便红色
③生成蓝色沉淀 ①Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+
Fe3+ ①NaOH溶液
②KSCN溶液 ①出现红褐色沉淀
②溶液呈血红色 ①Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
② Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+
Cu2+ NaOH溶液 蓝色沉淀 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
NH4+ 与NaOH溶液混合加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 无色有刺激性气味的气体,试纸变蓝 NH4++OH-= NH3↑+H2O
Mg2+ 加过量NaOH溶液 有白色沉淀生成 Mg2++2OH-=Mg(OH)2
联第 2 页 共 7 页 2.阴离子的检验:
离子 检验试剂 实验现象 离子方程式
OH- ①酚酞试液
②石蕊试液 ①呈红色
②呈蓝色
Cl- AgNO3,稀HNO3 白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓
Br- AgNO3,稀HNO3 淡黄色沉淀 Ag++Br-=AgBr↓
I- AgNO3,稀HNO3 黄色沉淀 Ag++I-=AgI↓
SO42- HCl,BaCl2溶液 加HCl无沉淀,再加BaCl2有白色沉淀 Ba2++SO42-=BaSO4↓
SO32- 稀硫酸,品红溶液 无色有刺激性气味的气体,能使品红溶液退色 SO32-+2H+=SO2↑+H2O
CO32- HCl,澄清石灰水 白色沉淀 CO32-+2H+=CO2↑+H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O
3.常见气体的检验
⑴ H2:灼热的CuO和CuSO4,黑色的CuO变红,白色CuSO4粉末变蓝色。
⑵ O2:带火星的木条,木条复燃。
⑶ CO:灼热的CuO和澄清石灰水,黑色的CuO变红,石灰水变浑浊。
⑷ CO2:气体通入石灰水,石灰水变浑浊。
⑸ Cl2:湿润的淀粉KI试纸,变蓝。
⑹ HCl:通入硝酸银和稀硝酸,产生白色沉淀。
⑺ SO2:品红溶液,品红溶液红色退去,再加热。又出现红色。[:]
⑻ NH3:湿润的红色石蕊试纸,变蓝。
⑼ NO:打开瓶口与空气接触,立即变为红棕色气体。
4.有机物的检验 ↓
Al3+ NaOH溶液,氨水 生成的白色沉淀,继续加NaOH溶液,沉淀溶解;继续加氨水沉淀不溶解 Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
联第 3 页 共 7 页 ⑴ 碳碳双键或三键:加少量溴水或酸性KMnO4溶液,褪色。
⑵ 甲苯:取两份甲苯,一份滴入溴水,振荡后上层呈橙色;另一份滴入酸性KMnO4溶液,振荡,紫色褪去。
⑶ 卤代烷:与NaOH溶液(或NaOH的醇溶液)共热后,先用硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀的为氯代烷,淡黄色沉淀的为溴代烷,黄色沉淀的为碘代烷。
⑷ 乙醇:将螺旋状铜丝加热至表面有黑色CuO生成,迅速插入待测溶液,反复多次,可见铜丝被还原成光亮的红色,并由刺激性气味产生。。
⑸ 苯酚:滴加过量的浓溴水,有白色沉淀;或滴加少量FeCl3溶液,溶液呈紫色。
⑹ 乙醛或葡萄糖:加入银氨溶液,水浴加热,产生银镜;或加入新制Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾,有红色沉淀生成。
⑺ 乙酸:使石蕊试液变红;或加入Na2CO3或NaHCO3溶液有气泡;或加入新制Cu(OH)2悬浊液溶解得蓝色溶液。
⑻ 乙酸乙酯:加入滴加酚酞的NaOH溶液加热,红色变浅或消失。
⑼ 淀粉:滴加碘水,呈蓝色。
⑽ 蛋白质:灼烧,有烧焦羽毛气味;或加入浓硝酸微热,出现黄色。
二、常见物质的分离与提纯
1.物质分离、提纯的区别
(1)物质的分离:将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程
(2)物质的提纯:将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程
2. 物质分离、提纯的基本方法
(1)物理方法
方法 适用范围 主要仪器 注意点 实例
固+液 蒸发 易溶固体与液体分开 酒精灯[:][:]
蒸发皿
玻璃棒[:] ①不断搅拌;②最后用余热加热;③液体不超过容积2/3 NaCl(H2O)
固+固 结晶 溶解度差别大的溶质分开[:] NaCl(NaNO3)
升华 能升华固体与不升华物分开 酒精灯
I2(NaCl)
固+液 过滤 易溶物与难溶漏斗 ①一贴、二低、三NaCl(CaCO3)
联第 4 页 共 7 页 物分开 烧杯 靠;②沉淀要洗涤;③定量实验要“无损”
液+液 萃取 溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来 分液漏斗 ①先查漏;②对萃取剂的要求;③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出 从溴水中提取Br2
分液 分离互不相溶液体 分液漏斗 乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液
蒸馏 分离沸点不同混合溶液 蒸馏烧瓶
冷凝管
温度计
牛角管 ①温度计水银球位于支管处;②冷凝水从下口通入;③加碎瓷片 乙醇和水、
I2和CCl4
渗析 分离胶体与混在其中的分子、离子 半透膜 更换蒸馏水
淀粉与NaCl
盐析 加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出 烧杯 用固体盐或浓溶液 蛋白质溶液、
硬脂酸钠和甘油
气+气 洗气 易溶气与难溶气分开 洗气瓶 长进短出 CO2(HCl)
液化 沸点不同气分开 U形管 常用冰水 NO2(N2O4)
(2)化学方法
用化学方法分离和提纯物质的原理:不引入新的杂质;不能损耗或减少被提纯物质的质量;实验操作要简便,不能繁杂。常见的方法有:
①加热法,如:Na2CO3中含有NaHCO3
②氧化还原法,如:除CO2中少量的O2,可将气体通过灼热的铜网。
③沉淀法,将杂质(离子)转化为沉淀,如:除去NaNO3溶液中的NaCl,可往溶液中加入
联第 5 页 共 7 页 AgNO3溶液。
④气化法,将杂质转化为气体,如:除NaCl溶液中少量的 Na2CO3,加入盐酸。
⑤其它方法,酸碱反应,彻底水解法等。
【热点难点】
※考点一 物质的鉴别与鉴定
1.物质检验的一般原则
(1)基本步骤
一看(颜色、状态),二嗅(气味),三实验(加试剂)。
(2)实验现象
①生成气体:如:NH4+、CO32-的检验。
②生成沉淀:如:Cl-、SO42-的检验。
③颜色变化:如:用苯酚或硫氰化钾检验Fe3+;淀粉检验单质碘等。
④焰色反应:如检验金属或金属离子。
2.物质的鉴定和鉴别
(1)物质的鉴定
物质的鉴定是指对于一种物质的定性检验
①物质鉴定的一般步骤为:
②根据“实验现象的差异”鉴定物质
任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可用于物质的鉴定。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判断。可以根据能不能产生某个现象来判断,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。所以常常可以用多种方法鉴定某种物质。
(2)物质的鉴别
物质的鉴别是对两种或两种以上物质进行定性鉴别,可以不加试剂,也可以加入一种或几种试剂。
物质鉴别的一般类型有:
联第 6 页 共 7 页 分类 鉴别方法
不用试剂 ①先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。
②若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或焰色反应等方法鉴别出一种或几种物质。
③若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合或相互滴加,记录混合后的反应现象,分析确定。
④若被鉴别物质为两种时,可考虑因试剂加入的顺序不同、现象不同而进行鉴别。
⑤若采用上述方法鉴别出一种物质后,可用它作试剂鉴别余下的其他物质。
只用一种试剂 ①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液的酸碱性,确定能否选用水或指示剂进行鉴别。
②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂。
③常用溴水、新制氢氧化铜悬浊液、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。
任选
试剂 此类题目不限制所加试剂的种类,可有多种解法,题目考查的形式往往是从众多的鉴别方案中选择最佳方案,其要求是操作步骤简单,试剂选用最少,现象最明显。
【典例1】能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试剂是( )
A.HNO3 B.KOH C.BaCl2 D.NaClO
【解析】选A。本题考查物质的鉴别。HNO3氧化I-生成紫黑色的碘,与Na2CO3产生无色的CO2气体,与NaAlO2反应先生成白色沉淀,HNO3过量时沉淀又溶解,现象均不同。
※考点二 常见混合物分离提纯的方法与装置
1.过滤:分离固体与液体互不相溶的混合物,如除去NaCl溶液中的BaCO3。
注意事项:“一贴二低三靠” 滤纸紧贴漏斗内壁,滤纸低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘,上烧杯口紧靠玻棒,玻棒末端紧靠三层滤纸处,漏斗末端紧靠下烧杯内壁
2.分液:分离互不相溶的两种液体(如图2),如水和四氯化碳的分离。
注意事项:分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞,