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1、化学实验方案设计化学实验方案设计- 第三节第三节 物质检验实验方案物质检验实验方案的设计的设计一、物质检验概述一、物质检验概述1、什么是物质的检验？、什么是物质的检验？ 物质的检验是根据物质的特殊性质和特征反应，选择恰当的试剂和方法，采取合理的步骤，准确的观察反应中的明显现象，如颜色的变化、物质的溶解、沉淀，气体的生成、气体的气味、火焰的焰色等，进行综合判断和严密推理而得出正确的结论。 物质的检验在中学阶段通常有物质的检验在中学阶段通常有鉴定、鉴别和推断鉴定、鉴别和推断三类。三类。 共同点：均需根据物质的特征反应，选择恰当的试剂和共同点：均需根据物质的特征反应，选择恰当的试剂和方法，准确观察反
2、应中颜色的改变、沉淀的生成和溶解、方法，准确观察反应中颜色的改变、沉淀的生成和溶解、气体的生成及气味、焰色等现象加以判定必要时写离子气体的生成及气味、焰色等现象加以判定必要时写离子方程式或化学方程式。方程式或化学方程式。 不同点：不同点：鉴定鉴定通常是指对于一种物质的定性检验，鉴定通常是指对于一种物质的定性检验，鉴定是根据物质的化学特性，分别检出物质的组成元素或离子。是根据物质的化学特性，分别检出物质的组成元素或离子。 鉴别鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认，通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性区别于另一种；也可根据几种物质可根据一种物质的特性区别于另一
3、种；也可根据几种物质气味、溶解性、溶解时热效应等一般性质的不同加以区别。气味、溶解性、溶解时热效应等一般性质的不同加以区别。 推断推断是通过已知实验事实，根据性质分析推理出被检验是通过已知实验事实，根据性质分析推理出被检验物质的组成或名称。物质的组成或名称。 2、物质检验的三种类型、物质检验的三种类型3 3、物质检验的基本要求、物质检验的基本要求 反应要有明显的外部特征：反应应有溶液颜色反应要有明显的外部特征：反应应有溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解，气体的产生等。的改变、沉淀的生成或溶解，气体的产生等。 注意反应进行的条件；注意反应进行的条件； 避免或排除干扰物质的影响：避免或排除干扰物质的
4、影响：需检验的物质中已经有干扰的物质存在，则需需检验的物质中已经有干扰的物质存在，则需选择试剂，对干扰物质进行排除；选择试剂，对干扰物质进行排除；须分次加入不同鉴别试剂才能检验时，加入的须分次加入不同鉴别试剂才能检验时，加入的前一试剂可能会引入干扰物质；前一试剂可能会引入干扰物质；4、物质检验的常用方法、物质检验的常用方法（1）根据被检验物质物理性质的差异，）根据被检验物质物理性质的差异，物理方法有：物理方法有：观察法；观察法；嗅试法；嗅试法；水溶法；水溶法；加热法；加热法；焰色反应法；焰色反应法；丁达尔现丁达尔现象法等。象法等。（2）根据被检验物质的化学性质，化学）根据被检验物质的化学性质，
5、化学方法有：方法有：加热法；加热法；显色法；显色法；试剂试剂法；法；分组法等。分组法等。5、物质检验的一般步骤、物质检验的一般步骤一般步骤：一般步骤： 1、对试样进行外观观察：色、态、气味、对试样进行外观观察：色、态、气味 2、准备溶液：固体则少量溶解、准备溶液：固体则少量溶解 液体取少量直接检验液体取少量直接检验 3、进行检验：看各成分离子间是否有干扰，、进行检验：看各成分离子间是否有干扰，如果有干扰离子则先检验干扰离子，后排除如果有干扰离子则先检验干扰离子，后排除1 1、常见阳离子的检验：、常见阳离子的检验：NaNa+ +、K K+ +、BaBa2+2+、MgMg2+2+、AlAl3+3+
6、、HH+ +、NHNH4 4+ +、FeFe3+3+、FeFe2+2+、CuCu2+2+；2 2、常见阴离子的检验：、常见阴离子的检验：ClCl- -、BrBr- -、I I- -、SOSO4 42-2-、COCO3 32-2-、SOSO3 32-2-、AlOAlO2 2- -、SiOSiO3 32-2-；3 3、常见气体的检验：、常见气体的检验：HH2 2、COCO、CHCH4 4、O O2 2、ClCl2 2、HClHCl、COCO2 2、NHNH3 3、C C2 2HH2 2、C C2 2HH4 4、NONO、NONO2 2；二、常见物质的检验二、常见物质的检验4、重要有机物的检验常用试
7、剂：酸性KMnO4溶液、溴水、银氨溶液、 新制Cu（OH）2悬浊液、FeCl3溶液等实例体验实例体验1：教材：教材P85 示例示例3实例体验实例体验2：设计一实验证明设计一实验证明A1A12 2(SO(SO4 4) )2 2与与NaNa2 2C0C03 3两溶液混合，所得的沉淀是两溶液混合，所得的沉淀是Al(OH)Al(OH)3 3，而不是，而不是A1A12 2(CO(CO3 3) )2 2。解解析析 要要证证明明一一物物质质是是不不是是碳碳酸酸盐盐，应应让让其其与与稀稀HCl反反应应，能能不不能能产产生生无无色色无无味味气气体体 。 具具 体体 的的 操操 作作 如如 下下 ： 取取 少少
8、量量 饱饱 和和Al2(SO4)3溶溶液液于于烧烧杯杯中中，加加入入少少量量饱饱和和Na2CO3溶溶液液，搅搅拌拌，过过滤滤，洗洗涤涤沉沉淀淀23次次(因因为为沉沉淀淀中中会会含含有有Na2CO3,溶溶液液，影影响响实实验验结结果果)，取取少少量量沉沉淀淀于于试试管管中中，滴滴入入稀稀HCl，仔细观察有无气泡生成。，仔细观察有无气泡生成。三、未知物的检验未知物的检验就是利用物质（或离子）未知物的检验就是利用物质（或离子）的检验方法（特征反应），根据实验现的检验方法（特征反应），根据实验现象检验未知物是（或含有）什么，或可象检验未知物是（或含有）什么，或可能是（或可能含有）什么。能是（或可能含有
9、）什么。未知物检验常见类型：未知物检验常见类型： 1、阳离子检验、阳离子检验 2、阴离子检验、阴离子检验 3、阴阳离子混合的检验、阴阳离子混合的检验例1 在某溶液中，可能含有下列离子： Ba 2+ 、Fe3+、Ag+、Al3+，请设计实验检验溶液中存在或可能存在的离子。分析：从颜色分析有Fe3+，又Ag+干扰其他离子的检验，先检验Ag+，再除去Ag+排除干扰，又Ba 2+ 、Al3+互不干扰，取上层清液加Na2SO4溶液检验Ba 2+ ，加NaOH至过量取上层清液滴加盐酸检验Al3+。待测溶液足量NaCl溶液溶液白色沉淀Na2SO4白色沉淀溶液过量NaOH溶液红褐色沉淀部分沉淀溶解观察有Fe3
10、+是否共存滴加盐酸白色沉淀例2 某未知溶液中可能含有下列离子：SO42-、CO32-、Cl-、SiO32-，请设计实验检验。分析：检验SO42-、 Cl-均受到CO32- 的干扰，所以先检验CO32- 、SiO32-再除去，又SO42-干扰Cl-的检验。先检验SO42-最后检验Cl-。具体步骤：取少量溶液加过量过量稀硝酸如果有气体生成的说明有CO32- ，有白色沉淀生成的说明有SiO32-，反之没有。取反应后溶液加足量的硝酸钡，如果有白色沉淀现象说明有SO42-，再取以上反应后溶液加AgNO3，有白色沉淀现象说明有Cl-。例3：在某澄清、透明的浅黄色溶液中，可能含有下列离子： K+、 NH4+
11、、 Fe3+、Ba2+、 Al3+、 SO42-、 HCO3-、 Cl- ，试设计实验，检验溶液中存在或可能存在的离子。分析：初步判断有Fe3+ ，无HCO3- ， 又Ba2+、 SO42-是不能共存的，再分别取少量原溶液进行检验有无 NH4+、K+、Al3+、 Ba2+、 SO42-、 Cl- 。实验设计 ：1、先用焰色反应检验K+的存在；2、 加硝酸钡溶液检验 SO42-的存在，有SO42-则溶液中无 Ba2+ ，如果无SO42- ，则需取原溶液加稀硫酸检验Ba2+ ；3、检验Cl- 的存在要先除去SO42- 再加硝酸银溶液检验；4、用氢氧化钠溶液检验Al3+的存在 ；5、用浓碱加热检验N
12、H4+的存在。1、未知物检验的一般步骤：利用离子或物质的特征反应，检验步骤与离子检验的步骤基本相似。小结2、未知物检验注意事项：（1）离子间的共存问题；（2）离子间的干扰问题；（3）所加试剂在何种情况下必须是过量的；（4）语言叙述要准确。外观观察准备溶液进行检验可能含有的离子进行分析四、物质的鉴别 不用任何试剂鉴别多种物质不用任何试剂鉴别多种物质 一般有三种基本形式一般有三种基本形式: : 顺序型顺序型 通过观察、加热、焰色反应或两两混通过观察、加热、焰色反应或两两混合等方法先确定其中的某种物质，再用这种物质作为合等方法先确定其中的某种物质，再用这种物质作为新试剂来鉴别组内物质。新试剂来鉴别组
13、内物质。 一次型一次型 用某种方法鉴别出一种物质后，这种用某种方法鉴别出一种物质后，这种物质与组内其它物质反应分别呈现不同的现象，从而物质与组内其它物质反应分别呈现不同的现象，从而一次性地鉴别出组内各物质。一次性地鉴别出组内各物质。 分组型分组型 依据某种原理将待鉴别的物质分成几依据某种原理将待鉴别的物质分成几组，在分别加以分析鉴别。组，在分别加以分析鉴别。1、基本类型、基本类型实例分析实例分析 只用一种试剂鉴别多种物质只用一种试剂鉴别多种物质常用的试剂有溴水、氯化铁溶液、纯碱溶液、常用的试剂有溴水、氯化铁溶液、纯碱溶液、新制氢氧化铜悬浊液等。新制氢氧化铜悬浊液等。先分析被鉴别的物质的水溶性、
14、密度、酸先分析被鉴别的物质的水溶性、密度、酸碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别例如例如: :用一种试剂鉴别：用一种试剂鉴别：NHNH4 4ClCl、NaClNaCl、NaNa2 2COCO3 3在在鉴鉴别别多多种种酸酸、碱碱、盐盐溶溶液液时时，可可依依据据“ “相相反反原原理理” ”确确定定试试剂剂进进行行鉴鉴别别。即即鉴鉴别别的的溶溶液液多多数数为为酸酸性性时时，可可选选用用碱碱性性或或水水解解呈呈碱碱性性的的盐盐的的溶溶液液做做试试剂剂；若若被被鉴鉴别别的的物物质质多多呈呈碱碱性性时时，可可选选用用酸酸或或水水解解呈呈酸酸性的盐的溶液作试剂。性的盐的溶
15、液作试剂。例如：例如：硫硫酸酸钠钠、硫硫酸酸铵铵、硫硫酸酸镁镁、硫硫酸酸铝铝、硫硫酸酸铁铁、硫硫酸酸亚铁等；亚铁等；硫硫代代硫硫酸酸钠钠、硫硫化化钠钠、亚亚硫硫酸酸钠钠、碳碳酸酸钠钠、偏偏铝铝酸酸钠、氯化钠等钠、氯化钠等 例例: :怎样鉴别乙酸、乙醛和乙醇三种有机物？怎样鉴别乙酸、乙醛和乙醇三种有机物？任选试剂鉴别多种物质所选试剂与被检物质反应要有高的专一性、选择性所选试剂与被检物质反应要有高的专一性、选择性反应要快、要完全反应要快、要完全反应要有明显的现象或特征反应要有明显的现象或特征实验步骤尽量少实验步骤尽量少例如：现有例如：现有KCl、Na2CO3、AlCl3、（、（NH4）2SO4四种
16、无色溶液，请选择恰当试剂四种无色溶液，请选择恰当试剂加以区分。若只能选一种试剂一次性区加以区分。若只能选一种试剂一次性区分开来分开来,该试剂为该试剂为 .2 2、鉴别物质的操作中注意事项、鉴别物质的操作中注意事项* *鉴别多种物质时要编号；鉴别多种物质时要编号；* *鉴别时，不能在原试剂瓶中直接加入试剂进行检验。鉴别时，不能在原试剂瓶中直接加入试剂进行检验。每次取少量，液体每次取每次取少量，液体每次取12毫升，一般固体取少许或毫升，一般固体取少许或配成溶液后使用；配成溶液后使用； * *气体用导气管导出。气体用导气管导出。 3 3、鉴别题解答时文字表达要求、鉴别题解答时文字表达要求不许原瓶操作
17、：鉴别的目的是为了以后的使用，若用不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若用原瓶操作，污染了原瓶中试剂，要有原瓶操作，污染了原瓶中试剂，要有“各取少许各取少许”字样。字样。不许不许“指名道姓指名道姓”：结论的得出来自实验现象，在加入：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，应该叙述试剂之前，该物质是未知的，应该叙述“若若(现象现象)，则证明有则证明有”，叙述时不可出现，叙述时不可出现“取某某物质加入某某试取某某物质加入某某试剂剂”的字样。的字样。一般简答顺序为：各取少许一般简答顺序为：各取少许溶解溶解加入试剂加入试剂描述现描述现象象得出结论得出结论原理（方程式）原理（方程式
18、） 五、设计物质检验方案的一般原则五、设计物质检验方案的一般原则1充分利用离子的特征反应。例如，鉴别充分利用离子的特征反应。例如，鉴别NH4NO3、 K2SO4 、(NH4)2SO4、KNO3四种白四种白色固体，其中色固体，其中NH4+检验的特征反应是利用检验的特征反应是利用NH4+和和OH-反应，反应，Cl-检验的特征反应是利用检验的特征反应是利用Cl-和和Ag+的特征反应，的特征反应，SO42-检验的特征反应检验的特征反应是利用是利用SO42-和和Ba2+的特征反应。根据上面的特征反应。根据上面分析，可以选用分析，可以选用Ba(OH)2溶液作为检验这四溶液作为检验这四种盐的试剂。种盐的试剂
19、。2确定检验操作顺序要确定检验操作顺序要“先简后繁先简后繁”。例如，。例如，鉴别鉴别NH3、C12、N2，CO2、NO2、O2等六种气等六种气体。一观颜色，将体。一观颜色，将C12(黄绿色黄绿色)、NO2(红棕色红棕色)先检出；二用湿润的红色石蕊试纸将先检出；二用湿润的红色石蕊试纸将NH3检检出；三用点燃将能使带火星的火柴棒复燃出；三用点燃将能使带火星的火柴棒复燃的的O2检出；四用试剂，把剩余两瓶气体通入检出；四用试剂，把剩余两瓶气体通入澄清石灰水中，振荡，其中可使澄清石灰水澄清石灰水中，振荡，其中可使澄清石灰水变浑浊的是变浑浊的是CO2，余下的是，余下的是N2。3按按“先活后惰先活后惰”的原
20、则确定物质检出的的原则确定物质检出的顺序。例如，将己烯、己烷、苯、甲苯四顺序。例如，将己烯、己烷、苯、甲苯四种无色溶液进行一一区别。其中己烯最活种无色溶液进行一一区别。其中己烯最活泼，甲苯次之，己烷最不活泼，所以在鉴泼，甲苯次之，己烷最不活泼，所以在鉴别时，应先将最活泼的己烯用溴水将其检别时，应先将最活泼的己烯用溴水将其检出，其次用出，其次用KMnO4(H+)溶液将甲苯检出，溶液将甲苯检出，最后用硝化反应将苯检出，最后剩下的就最后用硝化反应将苯检出，最后剩下的就是不活泼的己烷是不活泼的己烷物物质检验典例回典例回顾1、有有五五种种无无色色溶溶液液：NaCl、K2S、NaAlO2、NaHCO3、B
21、aCl2。要要求求只只用用一一种种试试剂剂一一次次将将它它们们区区别别开开来来，这这试剂试剂可以是下列的（可以是下列的（ ）A稀稀盐盐酸酸 B稀硫酸稀硫酸 C氯氯化化钡钡溶液溶液 D硝酸硝酸银银溶液溶液B2、用用一一种种试试剂剂即即可可鉴鉴别别NaCl、MgCl2、FeCl2、AlCl3、FeCl3、CuCl2、（NH4）2SO4 7种溶液，种溶液，该试剂该试剂是（是（ ）ANaOH溶液溶液 B氨水氨水CBa(OH)2溶液溶液 DAgNO3溶液溶液 AC3、 只只 用用 水水 就就 能能 鉴鉴 别别 的的 一一 组组 物物 质质 是是 （ ）A苯、乙酸、四苯、乙酸、四氯氯化碳化碳B乙醇、乙乙醇
22、、乙醛醛、乙酸、乙酸C乙醛、乙二醇、硝基苯乙醛、乙二醇、硝基苯D苯酚、乙醇、甘油苯酚、乙醇、甘油E、NaOH、NH4NO3、Na2CO3固体固体F、CuSO4、CaCO3、Na2CO3粉末粉末A、E、F4、常常温温下下，下下列列各各组组物物质质不不能能用用一一种种试试剂通过化学反应区别的是（剂通过化学反应区别的是（ ）AMnO2 、CuO、FeO B(NH4)2SO4、K2SO4、NH4ClCAgNO3、KNO3、Na2CO3 DNa2CO3、NaHCO3 、K2CO3D5、一瓶无色气体可能由、一瓶无色气体可能由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成，将此气体通过中的一种
23、或几种组成，将此气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少了盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少了一部分。继续通过装有一部分。继续通过装有Na2O2固体的干燥管，固体的干燥管，发现从干燥管中出来的气体呈红棕色。再将发现从干燥管中出来的气体呈红棕色。再将该气体通入盛满水且倒立于水槽中的试管中，该气体通入盛满水且倒立于水槽中的试管中，最后发现试管里仍充满液体，请回答：最后发现试管里仍充满液体，请回答：（1）原气体中一定含有：）原气体中一定含有： ，一定不含有，一定不含有 。（2）由最终结果可知原气体中）由最终结果可知原气体中 和和 气体的气体的体积比为：体积比为： 6、在某澄清、透明的溶液中，可
24、能含有下列离子：、在某澄清、透明的溶液中，可能含有下列离子：K+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、Cl-中中的几种。的几种。 （1）取少量原溶液，滴加足量用盐酸酸酸化的）取少量原溶液，滴加足量用盐酸酸酸化的 Ba(NO3)2 溶液，出现白色沉淀，过滤。溶液，出现白色沉淀，过滤。（2 ）取（）取（1）的滤液，滴加用硝酸酸化的）的滤液，滴加用硝酸酸化的 AgNO3 溶液，出现白色沉淀。溶液，出现白色沉淀。（ 3 ）取少量原溶液，滴加）取少量原溶液，滴加 NaOH 溶液至过量，整溶液至过量，整个过程无气体产生，只有红褐色沉淀。个过程无气体产生，只有红褐色沉淀。则原溶液
25、中肯定存在的离子则原溶液中肯定存在的离子 ;肯定不存在的离肯定不存在的离子子 ;可能存在的离子可能存在的离子 .7 7、有一瓶无色气体，可能含有、有一瓶无色气体，可能含有 H H2 2S S、COCO2 2、HBrHBr、HClHCl、SOSO2 2气体中的一种或气体中的一种或几种，将其通入稀氯水中得到无色溶液，几种，将其通入稀氯水中得到无色溶液，向此溶液中加入溶液，产生白色沉淀，向此溶液中加入溶液，产生白色沉淀，则原气体中不能确定是否有的气体是：则原气体中不能确定是否有的气体是： （ ） A A、 SOSO2 2和和HCl BHCl B、 COCO2 2和和H H2 2S S C C、 HC
26、lHCl和和COCO2 2 D D、 COCO2 2和和SOSO2 2C CB B8、在一接近中性的含、在一接近中性的含Na+的澄清溶液中，可能的澄清溶液中，可能还存在还存在NH4+ 、 Fe2+、Br- 、I- 、CO32 - 、 SO32 - 6中离子中的几种，在此溶液中滴加足量氯水后中离子中的几种，在此溶液中滴加足量氯水后:发现有气泡产生；发现有气泡产生；溶液呈橙黄色；溶液呈橙黄色；溶溶液中加入液中加入BaCl2溶液无沉淀生成；溶液无沉淀生成； 溶液不能使溶液不能使淀粉变蓝。根据上述实验事实推断，该溶液中淀粉变蓝。根据上述实验事实推断，该溶液中肯定不存在的离子组是肯定不存在的离子组是 A、 NH4+ 、 Br- 、 CO32 - B、 Fe2+ 、 I- 、 SO32 - C、 NH4+ 、 Br- 、 SO3 2 - D、 Fe2+ 、 I- 、 CO3 2 -
