檢驗(yàn)一些無機(jī)化合物

檢驗(yàn)一些無機(jī)化合物 13 1離子的檢驗(yàn) 13 2混合物的檢驗(yàn) 前言 物質(zhì)檢驗(yàn)的作用 1 物質(zhì)檢驗(yàn)在化學(xué)中的重要性 化學(xué)研究物質(zhì)及其變化規(guī)律 必定先要認(rèn)定某種物質(zhì) 2 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對原料 中間產(chǎn)品 產(chǎn)品等都必須作檢驗(yàn)分析 3 社會生活中到處可以見到物質(zhì)檢驗(yàn)的蹤跡 如水質(zhì) 空氣 食品 房屋裝潢等 通過一定的檢驗(yàn)來確認(rèn)其對人體健康是否有害 13 1離子的檢驗(yàn) INDENTIFICATIONOFIONS 所選試劑與被檢物質(zhì)反應(yīng)要有高的專一性 選擇性排除干擾物的影響 反應(yīng)靈敏 要完全 反應(yīng)要有明顯的現(xiàn)象或特征 操作簡單 實(shí)驗(yàn)步驟盡量少 一 物質(zhì)檢驗(yàn)的要求 1 對反應(yīng)進(jìn)行條件的要求 反應(yīng)要有明顯的外部特征 如溶液顏色的改變 沉淀的生成或溶解 氣體的產(chǎn)生等 反應(yīng)要在適宜的條件下進(jìn)行 如酸堿度 濃度 溫度等的選擇 排除干擾物的影響 2 對反應(yīng)選擇性的要求 一種試劑如果只與少數(shù)幾種離子反應(yīng) 這種反應(yīng)就叫做選擇性反應(yīng) 與該試劑反應(yīng)的離子種類越少 反應(yīng)的選擇性越高 如果試劑只與一種離子發(fā)生反應(yīng) 這個反應(yīng)的選擇性最高 這樣的反應(yīng)稱為這種離子的特征反應(yīng) 在物質(zhì)檢驗(yàn)過程中盡量采用選擇性高的反應(yīng) 二 物質(zhì)檢驗(yàn)的一般步驟 1 對試樣的外觀進(jìn)行觀察 主要指狀態(tài)和顏色的觀察 從而劃定大致可能的離子范圍 2 試樣的準(zhǔn)備 因檢驗(yàn)反應(yīng)一般在溶液中進(jìn)行 所以當(dāng)試樣是固體時 首先要進(jìn)行試樣溶液的配制過程 3 檢驗(yàn) 每次均應(yīng)移取少量溶液進(jìn)行檢驗(yàn) 絕對不能將檢測試劑直接加入到全部待檢測溶液中 它們的共同點(diǎn)是 依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng) 選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?準(zhǔn)確觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象 如顏色的變化 沉淀的生成和溶解 氣體的產(chǎn)生和氣味 火焰的顏色等 進(jìn)行判斷 推理 鑒定通常是指對于某一種物質(zhì)的定性檢驗(yàn) 根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性 分別檢出陽離子 陰離子 即確定一種物質(zhì)的成份 鑒別通常是指對分別存放的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)的顏色 氣味 溶解性 溶解時的熱效應(yīng)等一般性質(zhì)的不同加以區(qū)別 推斷是通過已知實(shí)驗(yàn)事實(shí) 根據(jù)性質(zhì)分析推求出被檢驗(yàn)物質(zhì)的組成和名稱 物質(zhì)的檢驗(yàn)通常有鑒別 鑒定 推斷三種情況 物質(zhì)的檢驗(yàn)的分類 幾種重要的陽離子的檢驗(yàn) 能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色 用焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)時 它們的火焰分別呈黃色 淺紫色 通過鈷玻片 能使稀硫酸或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀 且沉淀不溶于稀硝酸 能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg OH 2沉淀 能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色Al OH 3絮狀沉淀 該沉淀能溶于鹽酸或過量的NaOH溶液 能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng) 生成白色AgCl沉淀 不溶于稀HNO3 但溶于氨水 生成 Ag NH3 2 銨鹽 或濃溶液 與NaOH濃溶液混合 并加熱 放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體 有刺激性氣味 幾種重要的陽離子的檢驗(yàn) 能與少量NaOH溶液反應(yīng) 先生成白色Fe OH 2沉淀 迅速變成灰綠色 最后變成紅褐色Fe OH 3沉淀 或向亞鐵鹽的溶液里加入KSCN溶液 不顯紅色 加入少量新制的氯水后 立即顯紅色 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 能與KSCN溶液反應(yīng) 變成血紅色Fe SCN 3溶液 能與NaOH溶液反應(yīng) 生成紅褐色Fe OH 3沉淀 幾種重要的陽離子的檢驗(yàn) 10 Cu2 藍(lán)色水溶液 濃的CuCl2溶液顯綠色 能與NaOH溶液反應(yīng) 生成藍(lán)色的Cu OH 2沉淀 加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏腃uO沉淀 含Cu2 溶液能與Fe Zn片等反應(yīng) 在金屬片上有紅色的銅生成 幾種重要的陽離子的檢驗(yàn) 能使無色酚酞 紫色石蕊 橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色 藍(lán)色 黃色 加入硝酸銀溶液 稀硝酸 生成白色沉淀 AgCl 該沉淀能溶于氨水 生成 Ag NH3 2 加入硝酸銀溶液 稀硝酸 生成淡黃色沉淀 AgBr 加入硝酸銀溶液 稀硝酸 生成黃色沉淀 AgI 加入氯水 四氯化碳 下層顯紫紅色 加入淀粉溶液 氯水 溶液顯藍(lán)色 幾種重要陰離子的檢驗(yàn) 加入氯水 四氯化碳 下層顯紅棕色 幾種重要陰離子的檢驗(yàn) 能與含Ba2 溶液反應(yīng) 生成白色BaSO4沉淀 不溶于硝酸 濃溶液能與強(qiáng)酸反應(yīng) 產(chǎn)生無色有刺激性氣味的SO2氣體 該氣體能使品紅溶液褪色 能與BaCl2溶液反應(yīng) 生成白色BaSO3沉淀 該沉淀溶于鹽酸 生成無色有刺激性氣味的SO2氣體 能與Pb NO3 2溶液反應(yīng) 生成黑色的PbS沉淀 8 CO32 能與BaCl2溶液反應(yīng) 生成白色的BaCO3沉淀 該沉淀溶于硝酸 或鹽酸 生成無色無味 能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體 9 HCO3 加入BaCl2溶液無現(xiàn)象 加入鹽酸產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體 幾種重要陰離子的檢驗(yàn) 能與AgNO3反應(yīng) 生成黃色Ag3PO4沉淀 該沉淀溶于硝酸 濃溶液或晶體中加入銅片 濃硫酸加熱 放出紅棕色氣體 幾種重要陰離子的檢驗(yàn) 六 物質(zhì)的鑒定 鑒定通常是指對于一種物質(zhì)的定性檢驗(yàn) 是根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性 分別檢出其陽離子 陰離子 從而得出是什么物質(zhì) 例 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 證明 NH4 2Fe SO4 2 6H2O 硫酸亞鐵銨晶體 的成分中含有Fe2 NH4 SO42 和H2O 要確認(rèn)已知物質(zhì)的組成 應(yīng)利用物質(zhì)中所含各組分的特征反應(yīng) 先進(jìn)行每個組分的單獨(dú)檢驗(yàn) 然后利用對各組分的檢驗(yàn)結(jié)果確定物質(zhì)的組成 首先對物質(zhì)先進(jìn)行外觀觀察 可以看到 NH4 2Fe SO4 2 6H2O晶體是一種淡藍(lán)綠色晶體 說明在試樣中可能有Fe2 存在 具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 可以通過加熱晶體的方法進(jìn)行檢驗(yàn)原晶體中是否含有結(jié)晶水 操作 取少量晶體放入試管中 用酒精燈加熱 在試管囗有液體生成 說明原晶體中含有結(jié)晶水 2 檢驗(yàn)晶體中的其它離子時 要先將試樣配成溶液 在配制溶液過程中 可以觀察溶液的顏色 有無沉淀或氣體生成 可以進(jìn)一步確認(rèn)某些離子的存在 操作 取少量晶體 放入燒杯 配成溶液 發(fā)現(xiàn)無沉淀或氣體生成 溶液的顏色為淡綠色 可以再次推斷原晶體中含有Fe2 3 對溶液中所含的離子進(jìn)行檢驗(yàn) 在設(shè)計(jì)檢驗(yàn)離子程序時 要考慮離子之間的相互干擾 如果存在離子之間的干擾 則要先排除干擾 再進(jìn)行檢驗(yàn) 操作 在三支試管中分別加入少量試樣溶液 1 檢驗(yàn)Fe2 向第一支試管中滴入2滴KSCN溶液 溶液不顯紅色 再向這支試管中加入幾滴新配制的氯水 溶液的顏色變?yōu)榧t色 說明溶液中含有Fe3 則原晶體中含有Fe2 2 檢驗(yàn)NH4 向第二支試管中加入濃NaOH溶液 加熱 并有試管囗用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn) 紅色石蕊試紙變藍(lán) 說明有NH3生成 則溶液中含有NH4 從而確定原晶體中含有NH4 向第三支試管中滴入幾滴用鹽酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀生成 說明溶液中有SO42 存在 3 檢驗(yàn)SO42 七 物質(zhì)的鑒別 1 物質(zhì)鑒別的常用方法 物理方法 a 選用焰色反應(yīng)等操作方法鑒別 b 根據(jù)溶解度 密度等物理方法鑒別 c 加熱法 適用于易升華的物質(zhì) 加熱法 指示劑法 點(diǎn)燃法 互滴法 兩兩混合法等 由陽定陰 由陰定陽 原則 化學(xué)方法 2 鑒別物質(zhì)的操作中注意事項(xiàng) 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(yàn) 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 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 不許 指名道姓 結(jié)論的得出來自實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 在加入試劑之前 該物質(zhì)是未知的 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?yàn)?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 物質(zhì)鑒別的一般類型 任加試劑的鑒別題 只用一種試劑或方法鑒別題 a 加一種化學(xué)試劑逐一鑒別 b 加一種化學(xué)試劑一次性鑒別 c 加一種試劑由少量到多量一次性鑒別 d 加一種試劑同時利用物理方法和化學(xué)方法鑒別 NaCl NH4 2SO4 NH4NO3 AlCl3 MgCl2 FeSO4 Fe NO3 3 AgNO3 CuCl2九種溶液 NaHSO4 KNO3 Na2CO3三種溶液 石蕊試液 Ba OH 2溶液 不許用外加試劑鑒別 1 如果鑒別的幾種溶液之一有明顯的外觀特征 可先將其鑒別出來 并以它為試劑鑒別出另一種 再用該種試劑鑒別其它 以此類推 特征現(xiàn)象法 例 不另用其它試劑鑒別下列七種溶液 NaBr CuCl2 AgNO3 H2S NaOH HCl NaNO3 2 如果鑒別的溶液沒有特殊的外觀特征 可采用兩兩相混合 將現(xiàn)象列表據(jù)現(xiàn)象不同鑒別之 兩兩混合法 不另用其它試劑鑒別Na2CO3 Ba NO3 2 Na2SO4 HCl四種溶液 3 如果要鑒別的物質(zhì)只有兩種 且相互滴加時有不同的反應(yīng)現(xiàn)象 可用互滴法鑒別 如 AlCl3 NaOH NaAlO2 H2SO4 Na2CO3 HCl H3PO4 Ca OH 2 4 如果要鑒別的物質(zhì)熱穩(wěn)定性和受熱分解的產(chǎn)物及現(xiàn)象不同 可采用加熱鑒別的方法 例 不另用其它試劑鑒別 NH4Cl NH4HCO3 Ca HCO3 2 CaSO4 AgNO3五種晶體 練習(xí)1 下列各組物質(zhì) 只用一種試劑無法鑒別的是A CaCl2 AlCl3 Na2SO4 H2SO4B Na2S2O3 Na2CO3 AgNO3 NaAlO2C K2SO4 Na2SO4 NaCl NH4Cl C 練習(xí)2 下列各組溶液中 不用任何其它試劑就能鑒別的是A BaCl2 AlCl3 Na2SO4 H2SO4B HCl NaOH K2SO4 NaHCO3C NaAlO2 KHCO3 NaCl NaHSO4D NaOH FeCl3 MgCl2 K2SO4 C D 練習(xí)3 現(xiàn)有 K2S Na2S2O3 NaHSO3 K2CO3 Pb CH3COO 2 AgNO3 鹽酸 氨水等8種溶液 下列鑒別方案最好的是A 要使用3種其它試劑即可鑒別B 要使用1種其它試劑即可鑒別C 要使用2種其它試劑即可鑒別D 不另取其它試劑即可鑒別 D 八 物質(zhì)的推斷 推斷是通過已知實(shí)驗(yàn)事實(shí) 現(xiàn)象 根據(jù)性質(zhì)分析推斷出物質(zhì)的組成 結(jié)構(gòu)或名稱 解題時注意 審明題意 明確范圍 注意題中所給的限制條件 利用推理法緊扣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論要明確 對 肯定存在 不存在 可能存在 三種情況都要有明確的結(jié)論 應(yīng)特別注意的是當(dāng)?shù)贸雒鞔_的肯定結(jié)論后 因不能共存而得出的否定的結(jié)果 要注意數(shù)據(jù)對推斷結(jié)論的影響 未知物的檢驗(yàn)就是利用物質(zhì) 或離子 的檢驗(yàn)方法 特征反應(yīng) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象檢驗(yàn) 推斷未知物是 或含有 什么 或可能是 或可能含有 什么 未知物檢驗(yàn)常見類型 1 陽離子檢驗(yàn)2 陰離子檢驗(yàn)3 陰陽離子混合的檢驗(yàn) 未知物的檢驗(yàn)和推斷 練習(xí)4 有一化合物X 含有下列陽離于和陰離子中的各一種 K Fe3 Cu2 NH4 HCO3 SO32 NO3 Cl一 對X進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 將固體X高溫灼熱 不起反應(yīng) 將固體X加入水中 溶解得無色溶液 在X溶液中加入鹽酸 無氣體放出 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷X是哪種化合物 KCl 八 物質(zhì)的推斷 混合溶液中離子的推斷 檢出 有一瓶澄清透明溶液 可能含有Al3 NH4 SO42 CO32 C1 中的幾種 實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象 1 溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上 試紙呈紅色 2 取少量溶液 用稀硝酸酸化后 滴加氯化鋇溶液 產(chǎn)生白色沉淀 滴加氯化鋇至不再產(chǎn)生沉淀未知 3 將 2 中的沉淀靜置 取上層清液 加入硝酸銀溶液 生成白色沉淀 4 另取部分溶液 逐滴加入NaOH溶液至過量 在滴加過程先看到生成沉淀 隨之沉淀全部溶解 檢出 推斷 檢出 推斷 檢出 推斷 檢出 推斷 H 無CO32 SO42 有SO42 C1 無法推斷C1 Al3 有Al3 實(shí)驗(yàn)方案的反思和修正 上述實(shí)驗(yàn)方案無法確定NH4 C1 是否存在 該實(shí)驗(yàn)方案存在缺陷 在實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象推理過程中 如發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟和所加試劑有問題 要及時修正 直到得到檢驗(yàn)的結(jié)果 練習(xí)5 有六瓶白色固體 它們分別為Al2O3 NaNO3 Ba OH 2 MgCl2 NH4 2SO4 無水CuSO4 現(xiàn)僅用蒸鎦水對它們做出檢別 根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)步驟 在空內(nèi)填入須加入的試劑 填寫出檢出物質(zhì)時 須與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象上下對應(yīng) 1 待檢物 檢出物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 2 待檢物 檢出物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 3 待檢物 檢出物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 水 Al2O3CuSO4 不溶于水 藍(lán)色溶液 CuSO4 Ba OH 2 藍(lán)色沉淀 Ba OH 2 MgCl2 NH4 2SO4NaNO3 白色沉淀 剌激性氣體 無明顯現(xiàn)象 練習(xí)6 在某溶液中 可能含有下列離子 Ba2 Fe3 Ag Al3 請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(yàn) 先檢驗(yàn)Ag 再除去Ag 排除干擾 又Ba2 Al3 互不干擾 取上層清液加Na2SO4溶液檢驗(yàn)Ba2 加NaOH至過量取上層清液滴加鹽酸檢驗(yàn)Al3 練習(xí)7 某未知溶液中可能含有下列離子 SO42 CO32 Cl SiO32 請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 分析 檢驗(yàn)SO42 Cl 均受到CO32 的干擾 所以先檢驗(yàn)CO32 SiO32 再除去 又SO42 干擾Cl 的檢驗(yàn) 先檢驗(yàn)SO42 最后檢驗(yàn)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 練習(xí)8 在某澄清 透明的淺黃色溶液中 可能含有下列離子 K NH4 Fe3 Ba2 Al3 SO42 HCO3 Cl 試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 檢驗(yàn)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(yàn)有無NH4 K Al3 Ba2 SO42 Cl 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 先用焰色反應(yīng)檢驗(yàn)K 的存在 2 加硝酸鋇溶液檢驗(yàn)SO42 的存在 有SO42 則溶液中無Ba2 如果無SO42 則需取原溶液加稀硫酸檢驗(yàn)Ba2 3 檢驗(yàn)Cl 的存在要先除去SO42 再加硝酸銀溶液檢驗(yàn) 4 用氫氧化鈉溶液檢驗(yàn)Al3 的存在 5 用濃堿加熱檢驗(yàn)NH4 的存在 1 未知物檢驗(yàn)的一般步驟 利用離子或物質(zhì)的特征反應(yīng) 檢驗(yàn)步驟與離子檢驗(yàn)的步驟基本相似 小結(jié) 2 未知物檢驗(yàn)注意事項(xiàng) 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(yàn) 可能含有的離子進(jìn)行分析 練習(xí)9 有A B C D E F六瓶未知溶液 它們分別是硫酸鎂 氯化鋇 碳酸銨 硝酸銀 氫溴酸 氫氧化鈉 為了鑒別 各取少許溶液進(jìn)行兩兩混和 結(jié)果如下圖表 表中 表示有沉淀或微溶物質(zhì)生成 表示有氣體生成 表示觀察不到明顯現(xiàn)象 由此可判斷 A是B是C是 D是E是F是 NH4 2CO3NaOHMgSO4BaCl2HBrAgNO3 解析 根據(jù)物質(zhì)進(jìn)行兩兩混合的現(xiàn)象分析 本題的突破口是 F與其它物質(zhì)混合都產(chǎn)生沉淀 由此知F是AgNO3 A能與其它物質(zhì)混合 產(chǎn)生兩種氣體和三種沉淀 而能產(chǎn)生氣體的只有 NH4 2CO3 由此知A是 NH4 2CO3 從而也限定了B E的范圍是HBr或NaOH中的一種 再根據(jù) B能與 NH4 2CO3產(chǎn)生氣體的同時 也能與C反應(yīng)產(chǎn)生沉淀 又能與F產(chǎn)生沉淀 所以 B是NaOH E是HBr 同時確定C是MgSO4 余者為BaCl2 練習(xí)10 通過分別加入AgNO3 Ba NO3 2 Mg NO3 2三種試劑 使某溶液中的Cl OH CO32 先后沉淀出來 逐一加以分離 則加入三種試劑的順序是 A AgNO3 Ba NO3 2 Mg NO3 2B Mg