2020_2021学年新教材高中化学专题2研究物质的基本方法第1单元第2课时物质的检验物质性

第2课时 物质的检验 物质性质和变化的探究
发 展 目 标 体 系 构 建
1.能根据物质的性质设计物质检
验的实验方案，完成实验操作，
培养科学探究与创新意识的化学核心素养。

2.能准确记录实验现象和数据，
并基于化学原理进行解释和推
断。

一、物质的检验
1．NH ＋
4的检验
(1)实例探究：取一支试管，加入2 mL NH 4Cl 溶液，再加入2 mL NaOH 溶液，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸(或pH 试纸)靠近试管口：
①观察到的试纸颜色变化是湿润的红色石蕊试纸变蓝。

②反应的化学方程式是NH 4Cl ＋NaOH=====△NaCl ＋NH 3↑＋H 2O 。

(2)方法总结：取少量待测液，加入NaOH 溶液，并加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中含有NH ＋4。

2．Cl －的检验
(1)实例探究：取一支试管，加入少量KCl 溶液，再滴加几滴AgNO 3溶液和稀硝酸，现象是生成白色沉淀，该沉淀不溶于稀HNO 3，反应的化学方程式为KCl ＋AgNO 3===AgCl↓＋KNO 3。

(2)方法总结：取少量待测液，加入少量AgNO 3溶液，产生白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则原溶液中含有Cl －。

3．SO 2－4的检验 (1)实例探究：取一支试管，加入少量K 2SO 4溶液，再滴加几滴稀盐酸和BaCl 2溶液，生成白色沉淀，该沉淀不溶于稀盐酸，反应的化学方程式为K 2SO 4＋BaCl 2===BaSO 4↓＋2KCl 。

(2)方法总结：检验方法：取少量待测液，先加入过量稀盐酸，无现象后再滴加BaCl 2溶液，若产生白色沉淀，则原溶液中含有SO 2－4。

先加入盐酸的目的是排除Ag ＋、SO 2－3、CO 2－3等离子的干扰。

微点拨：检验下列离子时，一定注意下列问题：
(1)NH＋4：加入NaOH溶液后必须加热，才能使生成的NH3逸出。

(2)SO2－4：必须用稀盐酸酸化，以防CO2－3、HSO－3、SO2－3的干扰。

(3)Cl－和SO2－4共存时，应先检验并除去SO2－4，再检验Cl－。

4．焰色反应
(1)定义：
许多金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，在化学上称为焰色反应。

(2)操作
(3)几种金属的焰色：
①钠元素的焰色反应呈黄色。

②钾元素的焰色反应呈紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)。

(4)应用：
①检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。

②利用焰色反应制节日烟火。

微点拨：焰色反应是物理变化；需要透过蓝色钴玻璃观察。

5．现代分析方法
(1)用元素分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。

(2)用红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团。

(3)用原子吸收光谱仪确定物质中含有哪些金属元素等。

二、物质性质和变化的探究
1．实验探究二氧化碳的性质
实验操作实验现象实验结论
将二氧化碳通入水中，向其中
滴入几滴紫色石蕊试液
溶液变成红色有酸性物质生成
加热该红色液体有气泡从溶液中逸出，溶液重
新变成紫色
生成的酸性物质不稳定
实验序号实验操作实验现象实验结论
1 观察比较铝片在打磨前
后的光泽
铝片在打磨前
没有金属光泽，
打磨后有银白
色金属光泽
铝有金属光泽
2 用坩埚钳夹持一片未打
磨的薄铝片，在酒精灯
火焰上加热，当铝片表
面呈灰白色时，轻轻晃
动铝片
铝箔先熔化，失
去光泽，熔化的
铝不滴落
铝表面生成的氧化膜(Al2O3)的熔
点高于铝的熔点，包在铝的外面，
所以熔化的铝并不滴落
3 取两支试管，分别放入
打磨过的铝片，再分别
加入3 mL 6 mol·L－1的
盐酸和氢氧化钠溶液
两支试管中铝
片均溶解，并有
无色气泡产生
铝与盐酸、氢氧化钠均能发生反
应，化学方程式为：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al
＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(1)温度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象①产生气泡速率最慢②产生气泡
速率较快
③产生气
泡速率最快
实验结论温度升高，H2O2的分解速率加快(2)
实验操作取浓度为3%、6%的H2O2溶液3 mL分别加入两支试管中，用少量二氧化锰粉末催化
实验现象装有6% H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论增大反应物浓度能使H2O2溶液分解速率加快
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。

)
(1)检验自来水中的氯离子时，可先用稀盐酸酸化，再加AgNO3溶液。

(×)
(2)加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液检验某未知溶液中是否含有SO2－4。

(×)
(3)如透过蓝色的钴玻璃能够观察到紫色火焰，则肯定有钾元素，可能有钠元素。

(√)
(4)用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，有液态的铝滴落下来。

(×) 2．对于某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A．加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，一定有CO2－3
B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SO2－4
C．加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，一定有NH＋4 D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2＋
C[A项有可能是碳酸氢根离子，B项有可能形成氯化银，D项有可能形成碳酸钙。

] 3．做焰色反应实验用的铂丝，每实验一种样品后都必须( )
A．用水洗涤2～3次后再使用
B．用盐酸洗涤后，经蒸馏水冲洗，方可使用
C．用滤纸擦干后才可使用
D．用稀盐酸洗涤后，再在酒精灯火焰上灼烧到没有颜色，才可使用
D[要保证铂丝纯净，需要用稀盐酸清洗。

]
物质检验的要求与步骤
(素养养成——科学探究与创新意识)
[问题1] 检验SO2－4时，先加BaCl2溶液后加稀盐酸，能否说明一定有SO2－4的存在？怎样检验才能证明溶液中一定含有SO2－4？
[提示]不能，若溶液中存在Ag＋，加入BaCl2时会产生AgCl白色沉淀，再加稀盐酸，
沉淀也不会消失。

先向适量某无色溶液中加入稀盐酸，没有明显现象(证明没有Ag＋、CO2－3、SiO2－3、SO2－3等离子)，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，才能证明溶液中含有SO2－4。

[问题2] 某钠盐加入盐酸，生成无色无味的二氧化碳气体，能说明此钠盐一定是碳酸钠吗？
[提示]也有可能是碳酸氢钠。

1．物质的检验——根据其目的和要求的不同，通常可分为：鉴定、鉴别和推断三类
不同点相同点
鉴定
一定要根据物质的化学性质对其组成进
行全面分析，对于离子化合物而言，即不
仅要检验出阳离子，又要检验出阴离子；
如鉴定某一物质是否是硫酸钾
均要根据待检物质的特征反应，选用适当
的试剂和方法，准确观察反应中颜色变
化、沉淀的生成或溶解、气体的生成、焰
色等现象加以判定
鉴别对两种或两种以上物质进行区别的过程
推断
通过已知实验事实，根据物质的性质进行
分析、推理，确认被检验是什么物质或什
么物质可能存在，什么物质一定不存在的
过程
(1)反应要有明显的现象，如颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成等。

(2)试剂易得，用量要少；方法易行，操作简单，反应条件容易达到。

(3)排除干扰物的影响：需要检验的物质中如果有干扰物存在，则需要选择试剂对干扰物进行排除；要注意多次加入不同的鉴别试剂进行检验时，应及时排除前次加入试剂可能引入的干扰物质。

如检验Cl－时，CO2－3能与Ag＋结合，生成沉淀，故应加稀硝酸除去，SO2－4也能与Ag＋结合，生成微溶于水的白色沉淀物，故应先加入Ba(NO3)2溶液，来排除SO2－4的干扰。

如检验SO2－4时，CO2－3、SO2－3均能与Ba2＋结合生成白色沉淀，故先加入稀盐酸排除上述两种离子存在的可能，但不能加入稀硝酸，因稀硝酸能将SO2－3氧化成SO2－4。

3．物质检验的基本步骤
外观观察—观察颜色、状态、气味等
↓
判断预测—根据观察、结合分类法、预测物质可能具有的性质或可能的成分
↓
实验验证—设计实验方案，进行实验验证
↓
分析结论—根据实验现象，分析结果，作出判断，得出结论
1．草木灰中含有KCl、K2SO4和K2CO3。

将草木灰溶于水，过滤，得滤液。

用三支试管分别取滤液少许，第一支试管中加入，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体，证明含有K2CO3；第二支试管中先加入少量，再加入溶液，生成白色沉淀，证明含有K2SO4；第三支试管中加入少量溶液和溶液，生成白色沉淀，证明含有KCl。

[解析] 检验CO2－3可用稀盐酸(或其他强酸)和澄清的石灰水；检验SO2－4可先加入稀盐酸无明显现象，再加入BaCl2溶液；检验Cl－可用AgNO3溶液和稀HNO3。

[答案] 稀盐酸(或H2SO4) 稀盐酸BaCl2AgNO3稀HNO3
2．某溶液中含有MgSO4和Na2SO4两种溶质，选择适当试剂将溶液中的镁离子转化为沉淀或固体分离出来，设计实验流程如下：
(1)欲证明滤液中存在SO2－4、CO2－3，选用的方案是先取少量的滤液滴加过量的，发现有气泡生成，再向其中加入溶液，出现白色沉淀，则可证明SO2－4、CO2－3均存在。

(2)如何洗涤MgCO3沉淀？。

(3)如何检验MgCO3沉淀是否洗涤干净？。

[解析] (1)熟悉CO2－3、SO2－4检验所用的试剂和先后顺序。

常用酸来检验CO2－3，常用可溶性钡盐检验SO2－4。

因CO2－3可与Ba2＋生成BaCO3沉淀，干扰SO2－4的检验，故在检验SO2－4之前应先检验CO2－3，并将其除去。

(2)过滤完毕，过滤器的固体表面总是残留部分母液溶质离子，用蒸馏水在原过滤器中冲洗即可。

(3)检验沉淀是否洗净时，实际上是检验最后一次洗涤液是否含有母液中的溶质离子，此题可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SO2－4达到目的。

[答案] (1)稀盐酸BaCl2(其他答案合理也可) (2)沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次(3)取少量最后一次洗涤液，滴加稀盐酸和BaCl2溶液，若有沉淀生成则说明没有洗净；反之，已洗涤干净(答案合理也可)
1．检验铵盐时，可将少许待测物放入试管中，然后( )
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放置于试管口检验
B．加水溶解，加入酸溶液观察现象
C．加入碱溶液，加热，滴入酚酞溶液
D．加入NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
D[铵盐受热分解生成氨气的同时，往往也会生成酸性气体，如NH4Cl、NH4HCO3等，挥发性酸、不稳定酸的铵盐易分解；铵盐遇酸无明显变化；铵盐与碱溶液混合后溶液呈碱性，滴入酚酞溶液变红证明溶液中有OH－，不能证明生成了NH3；若加热，生成的氨气逸出，遇湿润的红色石蕊试纸变蓝，则可说明有NH3生成。

]
2．在未知溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有( ) A．Cl－、SO2－4B．Cl－、NO－3
C．Cl－、CO2－3D．Cl－、OH－
C[能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀硝酸后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO2－3外，还有Cl－。

]
3．离子检验的常用方法有三种：
检验方法沉淀法显色法气体法
判断的
依据
反应中有沉淀
产生或溶解
反应中有颜
色变化
反应中有
气体产生
A．CO2－3——气体法B．SO2－4——沉淀法
C．H＋——显色法D．Cl－——气体法
D[Cl－常用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验，即生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，由题给信息可知，为沉淀法。

]
4．下列叙述中正确的是( )
A．无色试液焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃片观察)，则该试液是钾盐溶液
B．每次焰色反应实验前和完毕后，均要用稀盐酸洗净铂丝
C．进行焰色反应的实验操作如图所示：
D．若没有铂丝，可直接用玻璃棒蘸取试样进行焰色反应
B[A项能说明含有K＋，但不一定是钾盐，可能是KOH溶液；C项应将铂丝放在酒精灯
外焰上灼烧；D项玻璃中含有Na＋，其焰色反应呈黄色，因此不能用玻璃棒蘸取试样进行焰色反应。

]
5．现有A、B、C、D四种化合物，透过蓝色钴玻璃观察其焰色反应现象时发现火焰均为紫色，A、B、C和盐酸反应后，均可得到D；将固体C加热可制得A；若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C；B与C的溶液混合可制得A。

(1)推断A是 (填化学式，下同)，B是，C是，D 是。

(2)写出B＋C→A的化学方程式：。

[解析] 根据焰色反应现象可知四种化合物均含有钾元素；A、B、C都和盐酸反应并生成D，推知它们可能是KOH、K2O、K2CO3、KHCO3等，D为KCl。

由A、B、C之间的转化关系可推知，A为K2CO3，B为KOH，C为KHCO3。

[答案] (1)K2CO3KOH KHCO3KCl
(2)KHCO3＋KOH===K2CO3＋H2O。