逍遥学能 2015-11-13 10:37
专题二 物质的检验和推断
【复习目标】
1．会用实验方法鉴别氧气、氢气、二氧化碳以及盐酸、硫酸和碳酸盐。
2．会使用指示剂和PH试纸鉴别酸性溶液和碱性溶液。
3．会根据实验步骤和现象以及常见物质的其它特征判断物质的存在。
【知识要点梳理】
一、基本概念
1．鉴别：是利用几种物质性质上的差异，选择适当的试剂，通过实验所产生的不同现象把它们一一区别出来。
2．检验：是根据物质的特性，选择适当的试剂，通过实验所产生的现象来分析它的组成，从而确定是不是这种物质（如果是酸碱盐，则要分别确认阴阳离子各是什么）。
3．推断：是根据题目所给的信息，通过推理判断各种物质是什么或物质的存在情况。做推断题时，以文字信息为序，寻找并抓住“突破口”（特征反应、特征现象、特征物质），逐步分析和筛选。
【物质推断题的解题步骤】
①审题：认真审读原题，弄清文意和图意，理出题给条件，深挖细找，反复推敲。
②分析：抓住关键（“题眼”），找准解题的突破口，并从突破口出发，探求知识间的内在联。
③解答：根据题目的要求，按照分析和推理的结果，进行认真而全面的解答。
④检验：得出结论后切勿忘记验证。其方法是将所得答案放回原题中进行检验，若完全符合，则说明答案正确。若出现不符，则说明答案有误，需另行思考，推出正确答案。
4．物质检验的原则：用最简便的方法，最少的试剂和最明显的现象进行鉴别，以达到简便、快速的最佳效果。
5．物质检验的一般方法：
（1）物理方法：依据特殊的物理性质（如颜色、气味、溶解性、溶解时热效应等）进行观察、分析、判断，得出结论。
（2）化学方法：一般包括取样、操作、现象、结论四个部分。
6．物质检验的基本步骤：
（1）对试样进行外观观察：主要目的是利用被检验物质的颜色和状态，对可能含有的某些组分进行推断，进而排除另一些组分存在的可能性。
（2）必须先取样，然后滴加检验试剂。绝对不能将检测试剂直接加入到待测液中，一造成浪费，二无法进行后续检测。
（3）在进行检验时，除了要考虑各离子的特征反应外，最重要的是要选取适当的措施排除离子之间可能存在的干扰。只要排除干扰的方法得当，就可以设计出正确的实验方案。
二、常见物质或离子的检验
1．常见气体的检验方法
鉴别试剂（方法） 鉴别操作 鉴别现象
O2 带火星的木条 将带火星的木条伸入其中 木条复燃
CO2 澄清的石灰水 通入澄清的石灰水 澄清的石灰水变浑浊
H2 点燃 在试管口点火，火焰上方罩一干燥烧杯 气体燃烧产生淡蓝色火焰，烧杯壁上有水珠生成。2H2+O2 2H2O
CO 氧化铜，澄清的石灰水 将气体依次通过灼热的氧化铜、澄清的石灰水 黑色粉末变红，澄清的石灰水变浑浊
H2O 无水硫酸铜 通过或加入无水硫酸铜 白色粉末变蓝
（2）酸、碱、盐或离子的检验
鉴别试剂（方法） 鉴别操作 鉴别现象
H+ 紫色的石蕊试液 滴入紫色的石蕊试液 溶液变红
锌粒 加入锌粒 有气泡产生
碳酸盐 加入碳酸盐 有气泡产生
OH- 无色酚酞溶液 滴入无色酚酞试液 溶液变红
含Cu2+溶液 滴入CuSO4溶液 产生蓝色沉淀
含Fe3+溶液 滴入FeCl3溶液 产生红褐色沉淀
CO32- 稀盐酸，澄清的石灰水 取少量样品于试管中，加入适量的稀盐酸，再将产生的气体通入澄清的石灰水 产生大量气泡，石灰水变浑浊
SO42- Ba(NO3)2、稀HNO3 取少量样品溶液于试管中，加入适量的Ba(NO3)2，再加入稀硝酸，振荡 产生的白色沉淀不溶于稀硝酸
Cl- AgNO3、稀HNO3 取少量样品溶液于试管中，加入适量的AgNO3溶液，再加入稀硝酸，振荡 产生的白色沉淀不溶于稀硝酸
NH4+ NaOH溶液或熟石灰，红色石蕊试纸 取少量样品于试管中，加入氢氧化钠（溶液）或熟石灰，微热，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 产生的刺激性气味的气体能使红色石蕊试纸变蓝
3．日常生活物质的检验
①硬水和软水鉴别：取样，加肥皂水，搅拌或振荡，泡沫较多的为软水，泡沫少，易起浮渣的为硬水。
②棉和羊毛织物、合成纤维的鉴别---取少量灼烧，闻气味；
③热塑性塑料和热固性塑料的鉴别：取样，加热，能熔化的是热塑性塑料，不熔化的是热固性塑料；
④化肥的简易鉴别：利用外观和溶解性区别出磷肥（磷肥是灰白色粉末，磷肥多数不溶或部分溶于水），氮肥、钾肥是白色晶体，氮肥、钾肥全溶于水。再利用加熟石灰研磨区分氮肥和钾肥，氮肥有刺激性气味，钾肥无气味。
三、溶液的鉴别原则：
1．要点：先比较不同物质所含离子的异同，然后根据它们与其它离子或指示剂反应产生的不同现象如生成气体、沉淀、改变颜色等选择合适的试剂进行鉴别。
2．若溶液中同时存在SO42-、CO32-、Cl-，通常的鉴别顺序是：用HNO3鉴别出CO32- →用Ba(NO3)2溶液鉴别出SO42-→用AgNO3鉴别出Cl-。
3.用一种试剂鉴别三种物质：这种试剂要么是紫色石蕊试液，要么是稀盐酸或硫酸，要么是碳酸盐如碳酸钾或碳酸钠。
4.不用任何试剂的鉴别：一般存在有色溶液，可利用有色溶液作试剂作第一步鉴别，然后用鉴别出的物质或生成物作试剂进一步鉴别。
四、物质的鉴别、检验和推断的依据
1．常见物质的颜色：
（1）黑色固体：木炭粉、铁粉、CuO、MnO2、Fe3O4 （2）红色固体：Cu、Fe2O3、红磷
（3）溶液的颜色：含Cu2+的溶液呈蓝色；含Fe2+的溶液呈浅绿色；含Fe3+的溶液呈黄色。
（4）沉淀（即不溶于水的盐和碱）：
①盐：白色沉淀：CaCO3、BaCO3（不溶于水能溶于稀HNO3） AgCl、BaSO4（不溶于水也不溶于稀HNO3）
②碱：蓝色沉淀：Cu(OH)2 红褐色沉淀：Fe(OH)3
2．四类离子对的关系：
（1）Cl-与Ag+反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀（AgCl）
（2）SO42-与Ba2+反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀（BaSO4）
（3）OH-能与Cu2+反应生成能溶于酸的蓝色沉淀；OH-能与Fe3+反应生成能溶于酸的红褐色沉淀；OH-能与NH4+反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味的气体。
（4）CO32-能与H+反应生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；CO32-能与Ca2+、Ba2+反应生成能溶于酸的白色沉淀。
3．五种气体的特点：
（1）H2是密度最小的气体，未来最理想的燃料；（2）O2具有氧化性，能供给呼吸和支持燃烧；
（3）CO有毒，具有可燃性、还原性；（4）CO2能使澄清的石灰水变浑浊；（5）CH4是最简单的有机物。
【典例解析】下列检验和区分物质的方法正确的是（ ）
A．用酚酞试液检验氢氧化钠溶液是否变质 B．用盐酸检验生石灰中是否混有熟石灰
C．用水区分氯化钠和硝酸铵固体 D．用燃着的木条区分二氧化碳和氮气
【解析】：在鉴别物质时，应抓住物质的特性，根据反应时的不同的现象进行鉴别。氢氧化钠溶液不论是否变质，溶液都显碱性，用酚酞试液不能检验氢氧化钠溶液是否变质；盐酸与氧化钙和氢氧化钙反应都生成了氯化钙和水，用盐酸不能检验生石灰中是否混有熟石灰；氯化钠固体溶于水时，溶液的温度基本不变；硝酸铵固体溶于水时，溶液的温度降低，根据溶液温度的变化可以将氯化钠和硝酸铵固体区分；二氧化碳和氮气都不支持燃烧，都能使燃着的木条熄灭，用燃着的木条不能区分二氧化碳和氮气。
物质的检验和推断专题探究
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．只用一种试剂将NaOH、Ca(OH)2、H2SO4三种无色溶液一次性区别开，这种试剂是（ ）
A．酚酞试液 B．Na2CO3溶液 C．BaCl2溶液 D．CO2
2．（2013•酒泉）下列区分物质的方法不正确的是（ ）
A．用酚酞溶液区分稀盐酸和食盐水 B．用燃着的木条区分氧气和二氧化碳
C．用水区分碳酸钙粉末和碳酸钠粉末 D．用水区分硝酸钠固体和氢氧化钠固体
3．区分日常生活中的下列各组物质，两种方法都正确的是（ ）
选项 需区分的物质 实验方法
A 白酒和白醋 ①观察颜色 ②闻气味
B 食盐和白糖 ①加稀盐酸 ②加水溶解
C 合成纤维和天然纤维 ①点燃闻气味 ②观察色泽
D 酸性厕所清洁剂与碱性厨房清洁剂 ①测pH ②加石灰石
4．对实验现象认真分析，有助于我们理解科学本质。下列根据实验现象得出关于物质组成成分的结论，正确的是（ ）
A．将某固体溶于水放出热量，说明该固体中含有氢氧化钠
B．将白色硫酸铜粉末露置在空气中变蓝色，说明空气中含有氧气
C．将氯化钡溶液滴加到某溶液中。出现白色沉淀，说明该溶液中含有硫酸根离子
D．将干冷的烧杯罩在蜡烛的火焰上方，内壁出现小水珠，说明蜡烛中含有氢元素
5．鉴别下列各组物质，括号内是所选试剂，选用试剂错误的是（ ）
A．NaCl和NaOH（无色的酚酞试剂） B．氧化铜和炭黑两种黑色粉末（稀硫酸）
C．Na2SO4和AgNO3两种溶液（BaCl2溶液） D．H2SO4和NaCl溶液（Ba(NO3)2溶液）
6．如图是实验室里一瓶标签破损的无色液体，某同学取出少量液体于试管中，加入少量黑色固体，产生大量气泡，则下列推测正确的是（ ）
①若加入的黑色粉末为铁粉，则该无色液体为盐酸；
②若加入的黑色粉末为二氧化锰，则该无色液体为过氧化氢；
③若加入的黑色粉末为二氧化锰，则该无色液体为水；
④若加入的黑色粉末为铁粉，则该无色液体为硫酸。
A．①③ B．②④ C．②③④ D．①②③④
7．下列区分物质的方法中不正确的是（ ）
A．固体CaCO3和固体Na2CO3，加水，看是否溶解 B．石灰水与氢氧化钠溶液：滴加酚酞溶液，看是否变色
C．氧气与二氧化碳：用带火星的木条，看是否能使木条复燃 D．棉与合成纤维：用燃烧的方法，闻产生的气味
8．区分下列各组物质的两种方法均正确的是（ ）
选项 需区分的物质 方法一 方法二
A 过氧化氢溶液和水 加二氧化锰 观察颜色
B 硝酸铵和硫酸钾 加氢氧化钙研磨 加适量 水观察是否溶解
C 羊毛制品和纯棉制品 观察颜色 点燃闻气味
D 铁粉和氧化铜 用磁铁吸引 加稀硫酸观察现象
9．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，一定有CO32-
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SO42-
C．加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有NH4+
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+
10．某气体由H2、CO、CH4中的一种或几种组成，点燃该气体后，依次通过如上图所示的装置，测得两装置的质量均增加，则下列对气体组成的推断正确的是（ ）
A．可能只是CH4，也可能只是CO B．可能只有H2 C．可能是CH4和CO D．三种气体都一定存在
二、填空及简答题
1．回答下列有关鉴别、检验、除杂质的问题。
（1）鉴别H2、CO、CH4三种气体的方法______（填序号）；
A．闻气味 B．观察燃烧时火焰的颜色 C．鉴别燃烧后的产物
（2）可用来区分澄清的石灰水和稀HCl的物质为____________________；
（3）除去NaCl溶液中少量的CaCl2，可以加入适量的____________________。
2．（2013•黑龙江）已知A，B，C，D，E，F是初中化学常见的六种物质，其中A，B是组成元素相同的两种液
态物质，D是改良酸性土壤常用的碱，F是常用的建筑材料的主要成分，它们之间的转化关系如图所示：
（1）写出A物质的化学式______________；（2）写出B→D的化学方程式____________________________；
（3）E的用途_________________________（答一点即可）。
3．A～H是初中常见的8种物质，它们有如图所示的转化关系。已知：D能使带火星的木条复燃，G是一种黑色固体单质，大量排放H气体会引起温室效应，在②的反应前后B的质量和化学性质都不改变，试推断：
（1）C的化学式为___________，F的化学式为________________。
（2）反应①的化学方程式_________________________；反应②的化学方程式_________________________。
（3）实验室常用__________（填物质名称）检验H气体的存在，该反应化学方程式为_______________________。
4．A～G是初中常见的物质。其中E为黑色固体。如图为这些物质的转化关系图，其中部分生成物和反应条件已省略．
（1）写出下列物质的化学式：D：_________，E____________。
（2） 化学反应常伴有能量变化。B 与水反应时会______（ 填“吸收”或“放出”）热量。
（3）实验室不用 A 与稀硫酸反应来制取 C，原因是_______________________________________________。
（4）写出 F+G 的化学方程式 _________________________________。
（3）写出E→G反应的化学方程式___________________________________________。
5．下图化学反应的溶液颜色变化体现了“魔法世界，魅力化学”：
（1）溶液X是 （填“酸”、“碱”、“盐”），试剂A的名称是 。
（2）若X是稀硫酸，B是氧化物，则B的化学式为 。
（3）若X是稀盐酸，C是单质，则C的名称是 ，反应的化学方程式为 。
（4）若X是稀硫酸，D是碱，则X与D反应的基本类型是________ 。
6．2008年年初，我国南方出现了大面积的冰雪灾害，在除雪过程中，融雪剂发挥了很大的作用。某公司生产的融雪剂是由氯化钠、硝酸钠、氯化镁、硫酸铜中的两种或两种以上的物质组成的。小佳同学为探究其成分，设计并完成了以下实验：
请你根据以上设计过程，完成下列空白：
（1）该融雪剂中一定含有 （写化学式，下同），一定不含有 ，可能含有 。
（2）加入硝酸银溶液发生反应的化学方程式是 。
7．某同学为验证炭在氧气中不完全燃烧的产物既有CO又有CO2，设计如图所示流程进行实验，根据所学知识回答相关问题。
（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是___________________________。
（2）B装置中NaOH浓溶液的作用是_______________________________。
（3）实验开始时，必须先通入混合气体一段时间再点燃酒精喷灯加热，目的是______________________________。
（4）根据设计意图，观察到_____________________________（填写实验现象）时，证明混合气体中既有CO又有CO2；
（5）从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是____________________________。
8．已知X是有毒的气体，它能与人体血液中的血红蛋白结合，并且是不溶于水的气体，Y是不支持燃烧的气体，Z是不溶于水的固体，X、Y、Z之间有如下转化关系．
请回答下列问题。
（1）写出X的化学式___________；
（2）写出Z和稀盐酸反应生成Y的化学方程式：_______________________________________。
（3）“物质的组成与结构决定物质的性质”是重要的化学思想。气体X、Y都含有_______元素和_______元素，但它们的物理性质、化学性质都不同。请举出X、Y性质不同的一个例子___________________________________________
9．实验室现有失去标签的甲、乙、丙、丁四瓶试剂，都是初中化学实验室里常见的物质。其中甲、乙均为黑色固体粉末，丙、丁为无色的酸的稀溶液。为确定成分，某科学兴趣小组的同学做了如下实验：
（1）甲+丙或丁，有气泡产生；固体溶解，溶液逐渐变成浅绿色。则甲是__________。
（2）乙+丙或丁，无气泡产生，固体溶解；加NaOH溶液， 产生蓝色沉淀。则乙是_______________。
（3）若要证明丙是稀硫酸，则可取少量丙溶液于试管中，加入________溶液，可观察到的现象是____________________，其反应的化学方程式为_____________________________。
10．某化学兴趣小组进行了识别化肥的探究活动，他们对氯化铵、碳酸氢铵、硫酸钾、磷矿粉四种化肥的实验探究步骤如下：
（1）步骤一：取上述四种化肥各少量分别放入试管，观察，从外观上即可与其他化肥区别出来的是________________。
（2）步骤二：在装有另外三种化肥的试管中，分别加入少量稀盐酸，有气体产生的是_________。反应的化学方程式为__________________________________。
（3）步骤三：再分别取少量未区别出的另外两种化肥于研钵中，各加入少量熟石灰粉末，混合、研磨，有刺激性气味气体放出的是______。因此可知，在使用该类化肥时，要避免与____（填“酸”或“碱”）性物质混合施用，以防降低肥效。
发生反应的化学方程式为__________________________________。
11．现有一包固体粉末，其中可能含有CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、NaCl、CuSO4。进行如下实验：①溶于水得无色澄清溶液；②取少量所得溶液，加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加盐酸时沉淀消失．根据上述实验现象推断：
（1）一定不存在的物质是____________________________，一定存在的物质是______________________；
（2）写出发生反应的化学方程式_____________________________、____________________________________；
（3）对于可能存在的物质的检验方法是（写出操作步骤、现象和结论）：______________________________________。
12．A-G和X都是初中化学中的常见物质，其中A、C、E是无色气体，B是红棕色固体，X为蓝色溶液，它们的转化关系如图所示（部分反应物、生成物已省略）：
（1）G的化学式是______________； （2）写出反应①的化学方程式为__________________________；
（3）在自然界普遍存在反应②，其名称为_________________________；
（4）D与X充分反应后过滤后得滤渣F，在滤渣F中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣的成分是_____________________。
13．某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、NaOH中的一种或几种溶质，为验证其组成进行如下实验：
（1）混合溶液的溶质中一定有__________________________________。
（2）无色气体的化学式为__________，产生该气体的化学方程式为______________________________________。
（3）按该加入试剂的顺序，不能验证的物质是__________________，原因是____________________________________。
14．有一包固体粉末，可能是NaOH、Na2SO4、MgCl2、CuSO4中的一种或几种组成，为了分析固体粉末的成分，取少量该固体粉末进行实验，实验方案设计如下：
（1）固体粉末中一定有_______________________________，一定没有___________________________；
（2）若现象X为“沉淀全部溶解”，结论是固体粉末中_____________________________，若现象X为“沉淀部分溶解”，结论是固体粉末中______________________________；
（3）实验步骤①和③都有相同的实验操作，该操作名称为_______________；
（4）若取消实验④，将③中的试剂换为________________，也可得出相同结论。
（5）写出②中化学反应方程式______________________________________________。
15．有A、B、C、D、E五瓶失去标签的白色粉末（均为纯净物），老师让化学实验小组同学鉴别这些物质。
【调查研究】：已知它们可能是硫酸铜、碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙中的一种。
【查阅资料】：白色的硫酸铜粉末遇水变为蓝色
【实验探究】：小芳同学的鉴别实验过程记录如下
步骤1：取五种白色粉末各一药匙，分别放入五支洁净的试管中，各加蒸馏水2 mL，振荡后静置。五支试管底部均有固体存在，只有盛放E的试管中液体呈蓝色，其他均呈无色。
步骤2：取 B、C、D的上层清液滴加稀盐酸，只有B的试管中有气泡产生，其他均无明显现象。
步骤3：取A、C、D的上层清液放入试管中，分别滴加无色酚酞，A、C显红色。
请根据该学生的实验过程，回答下列问题：
（1）由步骤1得出E为 。（2）步骤3中，D的现象是 。
（3）根据该学生的实验，其余四种白色粉末有部分被鉴别出来，分别是 （写代号及其对应物质的化学式）。
（4）对尚未鉴别出来的物质，请设计实验进行确定，并填入下表。
实验操作 实验现象及结论
实验反思：“四支试管底部均有固体存在”，与小芳预测的“只有一支试管中有固体存在，其他试管中均为澄清溶液”的现象不同，其原因可能是 。