第二單元物質(zhì)的檢驗(yàn) 分離和提純 基礎(chǔ)自主梳理 自我診斷1 判斷下列說法是否正確 A 某鉀鹽溶于鹽酸 產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體 說明該鉀鹽是K2CO3 2010年高考江蘇卷T10 A B 用氨水鑒別Al3 Mg2 和Ag 2010年高考天津卷T3 A C 用Ba NO3 2溶液鑒別Cl SO2 4和CO2 3 2010年高考天津卷T3 B D 加入AgNO3溶液 生成白色沉淀 加稀鹽酸沉淀不溶解時(shí) 可確定有Cl 存在 2010年蘇州調(diào)研T8 A E 加入Ba NO3 2溶液 生成白色沉淀 加稀鹽酸沉淀不溶解時(shí) 可確定有SO2 4存在 2010年金華調(diào)研T8 C 答案 A B C D E 基礎(chǔ)回歸1 常見陽離子的檢驗(yàn) 紅 無色氣體 NaOH 白煙 紫色 黃色 紅褐色 紅褐色 血紅色 溶解 2 常見陰離子的檢驗(yàn) 淺黃色 黃色 藍(lán) 渾濁 BaCl2溶液 稀鹽酸 清單二常見氣體的檢驗(yàn) 自我診斷2 有一無色氣體 可能由O2 N2 CO2 HCl NH3 H2 NO NO2中的一種或幾種組成 如圖所示 通過洗氣瓶 發(fā)現(xiàn)氣體減少一部分體積 通過干燥管后氣體呈紅棕色 再將該氣體適量地通入盛滿水倒立于水槽的試管內(nèi) 發(fā)現(xiàn)倒立的試管內(nèi)水位下降后又緩慢上升 最后試管內(nèi)仍為一滿試管液體 由此判斷 1 干燥管內(nèi)的固體是 填化學(xué)式 下同 2 原氣體中一定有 3 原氣體中一定沒有 4 從濃硫酸洗氣瓶中出來的氣體為 其氣體體積比為 答案 1 Na2O2 2 NH3 CO2 NO 3 O2 HCl NO2 H2 N2 4 CO2 NO3 2 基礎(chǔ)回歸 爆鳴聲 渾濁 復(fù)燃 褪色 紅棕 藍(lán) 白煙 清單三物質(zhì)的分離和提純 自我診斷3 2011年青島模擬 為提純下列物質(zhì) 括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì) 所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是 答案 C 基礎(chǔ)回歸1 物質(zhì)分離 提純的區(qū)別 1 物質(zhì)的分離即將混合物中的各組分 開來 獲得 并分別保留 2 混合物的提純即將混合物中的雜質(zhì)除去而使 達(dá)到一定純度 保留下來 又叫混合物的凈化或 2 常見物質(zhì)的分離 提純方法 分離 純凈物 目標(biāo)物質(zhì) 除雜 不溶性固體和液體 重新過濾 引流 防止液體外濺 攪拌 防止局部溫度過高造成液體飛濺 沸點(diǎn) 互溶 沸石 燒瓶支管口 與氣流 互不相溶的 溶解度 互不相溶的 保持內(nèi)外壓強(qiáng)相同 保證液體順利滴下 下口 上口 課堂互動(dòng)講練 下列各組溶液均為濃度較大的溶液 其中在不用其他試劑也不進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的條件下無法鑒別出來的一組是 A K2CO3 HCl KOH Ba OH 2B Na2S2O3 NaHSO4 BaCl2 HClC BaCl2 NaNO3 Na2SO4 AgNO3D CuSO4 Na2S AlCl3 K2SO4 解析 A中 根據(jù)K2CO3溶液與鹽酸互滴過程中雖然都有氣體產(chǎn)生 但現(xiàn)象不同的特點(diǎn)可以將它們鑒別出來 然后將K2CO3溶液加入剩余的兩份溶液中 有沉淀產(chǎn)生的即為Ba OH 2 另一種為KOH B中 根據(jù)Na2S2O3與NaHSO4 HCl反應(yīng)都產(chǎn)生氣體和沉淀的特點(diǎn) 可以鑒別出Na2S2O3 同時(shí)鑒別出BaCl2 然后用BaCl2即可將NaHSO4和HCl鑒別出來 D中 CuSO4溶液為藍(lán)色 可以首先鑒別出來 然后根據(jù)CuSO4與Na2S生成黑色沉淀的特點(diǎn) 可用CuSO4溶液鑒別出Na2S 然后根據(jù)Na2S和AlCl3發(fā)生雙水解反應(yīng)的特點(diǎn) 可以利用Na2S溶液鑒別出AlCl3 C中物質(zhì)無特別物理性質(zhì) 根據(jù)AgNO3溶液與BaCl2 Na2SO4溶液反應(yīng)都有沉淀生成的特點(diǎn)可以鑒別出AgNO3溶液 根據(jù)NaNO3與其他溶液都不反應(yīng)的特點(diǎn)可以鑒別出NaNO3 但BaCl2 Na2SO4之間無法鑒別 答案 C 跟蹤訓(xùn)練 隨學(xué)隨練 輕松奪冠 1 六個(gè)未貼標(biāo)簽的試劑瓶中分別裝有以下稀溶液 FeSO4 H2SO4 BaCl2 H2O2 Al NO3 3 NaOH 1 某同學(xué)想不用其他試劑 僅通過用試管取少量上述溶液進(jìn)行兩兩混合實(shí)驗(yàn)而給試劑瓶貼上正確的標(biāo)簽 他能成功嗎 填 能 或 不能 2 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn) 有一組在混合時(shí) 隨著試劑滴加的順序不同而出現(xiàn)明顯不同的現(xiàn)象 該組是 有一組在混合時(shí) 隨著試劑滴加后的時(shí)間不同而出現(xiàn)明顯不同的現(xiàn)象 該組是 其中涉及氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3 鑒別后 該同學(xué)又用FeSO4做了三個(gè)體現(xiàn)Fe2 還原性的實(shí)驗(yàn) 每次加入上述兩種已鑒別的物質(zhì)的溶液與其混合 試寫出其中兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式 4 實(shí)際上實(shí)驗(yàn)室配制的FeSO4溶液不能長(zhǎng)期保存 短期保存時(shí)可在FeSO4溶液配制時(shí)加入少量的上述 填編號(hào) 防止水解 若能再加上 填物質(zhì)名稱 效果會(huì)更好 解析 如果不用其他試劑將幾種物質(zhì)鑒別出來 首先可以通過顏色將FeSO4區(qū)別出來 然后利用FeSO4將BaCl2 白色沉淀 和NaOH 白色沉淀 迅速變?yōu)榛揖G色 最終變?yōu)榧t褐色 鑒別出來 再利用BaCl2和NaOH分別鑒別出H2SO4和Al NO3 3 沒有現(xiàn)象的物質(zhì)為H2O2 在上述混合中 NaOH和Al NO3 3隨著試劑滴加的順序不同而出現(xiàn)明顯不同的現(xiàn)象 FeSO4和NaOH隨著試劑滴加后的時(shí)間不同而出現(xiàn)明顯不同的現(xiàn)象 三個(gè)體現(xiàn)Fe2 還原性的實(shí)驗(yàn) 均 需要加入氧化劑 無論在酸性還是在堿性條件下H2O2都具有氧化性 NO 3在酸性條件下具有氧化性 FeSO4溶液因?yàn)樗夂途哂羞€原性而不易保存 可以加入H2SO4抑制其水解 加入還原性鐵粉 鐵釘 防止其被氧化 答案 1 能 2 和 和 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 3 3Fe2 4H NO 3 3Fe3 NO 2H2O2Fe2 2H H2O2 2Fe3 2H2O2Fe2 4OH H2O2 2Fe OH 3 以上任寫兩組 4 幾枚鐵釘 1 加熱法混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時(shí) 可直接加熱 使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去 例如 食鹽中混有氯化銨 純堿中混有小蘇打等均可直接加熱除去雜質(zhì) 2 沉淀法在混合物中加入某試劑 使其中一種以沉淀形式分離出去的方法 使用該方法一定要注意不能引入新的雜質(zhì) 若使用多種試劑將溶液中不同微粒逐步沉淀時(shí) 應(yīng)注意后加試劑能將前面所加試劑的過量部分除去 最后加的試劑不引入新的雜質(zhì) 例如 加適量BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4 3 轉(zhuǎn)化法不能通過一次反應(yīng)達(dá)到分離的目的時(shí) 要經(jīng)過轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)再分離 然后再將轉(zhuǎn)化物質(zhì)恢復(fù)為原物質(zhì) 例如 分離Fe3 和Al3 時(shí) 可加入過量的NaOH溶液 生成Fe OH 3和NaAlO2 過濾后 分別再加鹽酸重新生成Fe3 和Al3 注意轉(zhuǎn)化過程中盡量減少被分離物質(zhì)的損失 而且轉(zhuǎn)化物質(zhì)要易恢復(fù)為原物質(zhì) 4 酸堿法被提純物質(zhì)不與酸 堿反應(yīng) 而雜質(zhì)可與酸 堿發(fā)生反應(yīng) 用酸 堿作除雜試劑 例如 用鹽酸除去SiO2中的石灰石 用氫氧化鈉溶液除去鐵粉中的鋁粉等 5 氧化還原法 1 對(duì)混合物中混有的還原性雜質(zhì) 可加入適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸癁楸惶峒兾镔|(zhì) 例如 將氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中 除去FeCl2雜質(zhì) 2 對(duì)混合物中混有的氧化性雜質(zhì) 可加入適當(dāng)?shù)倪€原劑將其還原為被提純物質(zhì) 例如 將過量鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中 振蕩過濾 可除去FeCl3雜質(zhì) 6 調(diào)節(jié)pH法通過加入試劑來調(diào)節(jié)溶液的pH 使溶液中某組分沉淀而分離的方法 一般加入相應(yīng)的難溶或微溶物來調(diào)節(jié) 例如 在CaCl2溶液中含有FeCl3雜質(zhì) 由于三氯化鐵的水解 所以溶液是酸性溶液 就可采用調(diào)節(jié)溶液pH的方法將Fe3 沉淀出去 為此 可向溶液中加氧化鈣或氫氧化鈣或碳酸鈣等 7 電解法此法利用電解原理來分離 提純物質(zhì) 如電解精煉銅 將粗銅作陽極 精銅作陰極 電解液為含銅離子的溶液 通直流電 粗銅及比銅活潑的雜質(zhì)金屬失電子 在陰極只有銅離子得電子析出 從而提純了銅 特別提醒 分離提純的基本原則 1 引入的試劑一般只跟雜質(zhì)反應(yīng) 2 后續(xù)試劑應(yīng)能除去過量的前一試劑 3 不引入新雜質(zhì) 4 雜質(zhì)與試劑生成的物質(zhì)易被分離 狀態(tài)類型不同 5 過程簡(jiǎn)單 現(xiàn)象明顯 6 盡可能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì) 7 除去多種雜質(zhì)時(shí)考慮加入試劑的合理順序 8 極易溶于水的氣體要防止倒吸 研究物質(zhì)的性質(zhì)時(shí) 首先要分離提純物質(zhì) 對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離提純是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容 現(xiàn)需要純凈的氯化鈉溶液 但實(shí)驗(yàn)室中只有混有硫酸鈉 碳酸氫銨的氯化鈉固體 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)除去雜質(zhì)獲得純凈氯化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)方案 1 操作 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2 操作 中BaCl2溶液能否改用硝酸鋇溶液 填 能 或 不能 如果能 下一空不需要回答 如果不能 請(qǐng)說明理由 3 操作 的目的是 4 操作 的目的是 為提純某Fe2O3樣品 主要雜質(zhì)有SiO2 Al2O3 參照上述實(shí)驗(yàn)操作 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種以框圖形式表示的實(shí)驗(yàn)方案 注明物質(zhì)和操作 解析 NH4HCO3可通過加熱分解而除去 Na2SO4中的SO2 4可通過加入BaCl2溶液除去 Fe2O3是堿性氧化物 SiO2是酸性氧化物 Al2O3是兩性氧化物 可根據(jù)它們的性質(zhì)差別進(jìn)行分離 思維拓展 在使用化學(xué)試劑除去混合物中的雜質(zhì)時(shí) 必須做到 除雜務(wù)盡 此處所說的 除雜務(wù)盡 的意思有兩點(diǎn) 一是為了保證雜質(zhì)被徹底除盡 所用的化學(xué)試劑應(yīng)是過量的 在后續(xù)反應(yīng)中必須再設(shè)法除去過量的試劑 二是為了保證雜質(zhì)被徹底除盡 有時(shí)需要增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置來檢驗(yàn)雜質(zhì)是否被除盡 防止在檢驗(yàn)?zāi)承┪镔|(zhì)時(shí)雜質(zhì)產(chǎn)生干擾 跟蹤訓(xùn)練 隨學(xué)隨練 輕松奪冠 2 某學(xué)?；瘜W(xué)興趣小組為探索金屬回收物的綜合利用 專門設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用含有鋁 鐵 銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液 綠礬晶體 FeSO4 7H2O 和膽礬晶體 CuSO4 5H2O 其實(shí)驗(yàn)方案如下 請(qǐng)回答下列問題 1 過濾用的玻璃儀器有 2 在濾液C轉(zhuǎn)化為沉淀 的過程中鹽酸的用量不易控制 可改為通CO2氣體 寫出濾液C中通入過量CO2的離子方程式 寫出由沉淀 轉(zhuǎn)化為AlCl3溶液的離子方程式 3 小組成員經(jīng)過檢測(cè) 發(fā)現(xiàn)制得的綠礬不純 試分析其主要含有哪些雜質(zhì) 要想由沉淀 最終制得純度較高的綠礬 應(yīng)如何改進(jìn) 解析 解答該題的關(guān)鍵是熟練掌握鋁 氫氧化鋁的兩性及鐵 銅的性質(zhì) 在問題 3 中 由于溶液D中除硫酸亞鐵之外 還含有硫酸鈉 氯化鈉 且反應(yīng)過程中部分 2價(jià)鐵轉(zhuǎn)化成了 3價(jià)鐵 故主要雜質(zhì)為氯化鈉 硫酸鈉 硫酸鐵 改進(jìn)時(shí)應(yīng)向溶液D中加入足量鐵粉 反應(yīng)后過濾 再將濾液蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾 答案 1 燒杯 漏斗 玻璃棒 2 AlO 2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO 3Al OH 3 3H Al3 3H2O 3 氯化鈉 硫酸鈉 硫酸鐵向溶液D中加入足量鐵粉 反應(yīng)后過濾 再將濾液蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾即可得純度較高的綠礬 實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)探究 探究溶液中可能存在的離子成分高考實(shí)驗(yàn)試題的能力測(cè)試向著科學(xué)探究方面傾斜 可簡(jiǎn)單地用下圖來表示 典例探究 某溶液中可能含有CO SO HCO三種離子中的一種或兩種 為探究其組成 小明取出兩份相同的樣品溶液于試管中 向一份中加入過量的鹽酸 產(chǎn)生無色氣泡 向另一份中滴加過量的氯化鋇溶液 產(chǎn)生白色沉淀 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn) 在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn) 對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)給出結(jié)論 僅限選擇的儀器 用品和試劑 燒杯 試管 玻璃棒 膠頭滴管 量筒 集氣瓶 鐵架臺(tái) 漏斗 濾紙 酒精燈 1mol L 1硫酸 2mol L 1鹽酸 2mol L 1硝酸 1mol L 1氯化鋇 澄清石灰水 蒸餾水