高二化学化学实验专题十一鲁教版知识精讲

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网高二化学《化学实验》专题十一鲁教版【本讲教育信息】一.教学内容：《化学实验》专题十一二.教学目的1.掌握物质检验实验方案设计的原则和一般要求2.熟悉物质检验实验方案的基本步骤和注意事项3.掌握常见实验推断题的“题眼”三.教学重点、难点物质检验实验方案的基本步骤四.知识分析专题十一物质检验实验方案的设计（一）物质检验实验方案设计的要点1.物质检验实验方案设计的一般原则（1）充分利用离子的特征反应。例如：鉴别NH4NO3、K2SO4、(NH4)2SO4、KNO3四种白色固体。其中检验NH4+的特征反应是利用NH4+和OH－反应，检验Cl－的特征反应是利用Cl－和Ag+反应，检验SO42－的特征反应是利用SO42－和Ba2+反应，根据上面的分析，可以选用Ba(OH)2溶液作为检验这四种盐的试剂。（2）确定检验操作顺序要“先简后繁”。例如：鉴别NH3、Cl2、O2、N2、CO2、NO2等六种气体。一观颜色，将Cl2（黄绿色），NO2(红棕色)先检出。二用湿润的红色石蕊试纸将NH3检出。三用点燃法，将能使带火星的火柴棒复燃的O2检出。四用试剂，把剩余两种气体分别通入澄清石灰水中，振荡，其中可使澄清石灰水变浑浊的是CO2，余下的是N2。（3）按“先活后惰”的原则确定物质检出的顺序。例如：将己烯、己烷、苯、甲苯四种无色液体进行一一区别。其中己烯最活泼，甲苯次之，己烷最不活泼。所以在鉴别时，应先将最活泼的己烯用溴水将其检出。其次用KMnO4(H+)溶液将甲苯检出。最后用硝化反应将苯检出，最后剩下的就是最不活泼的己烷。2.对检验反应的一般要求（1）反应要有明显的外部特征。（2）反应要在适宜的酸碱度、浓度和温度下进行。例如：检验Fe3+的反应需在酸性溶液中进行，否则会因Fe3+水解而影响检验效果。（3）排除干扰物质的影响。例如：检验SO42－的存在可先向溶液中加入足量的稀盐酸，再滴加BaCl2溶液，其目的就是要消除Ag+、SO42－、CO32－、SiO32－等的干扰。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网（4）尽量选用选择性高的反应。例如：检验Fe3+可使用的反应很多，但通常选用SCN－来检验Fe3+的存在，其主要原因除反应快，现象明显外，反应的选择性高也是重要原因之一。3.检验的基本步骤（1）对试样进行外观观察。试样的外观主要指试样的状态和颜色。对试样的外观进行观察可大致划定可能的物质范围。如试样是蓝色晶体，就可大致判断试样是铜盐晶体。（2）先设计好基本的操作步骤。（3）准备好试样，当试样是固体时，一般首先应取少量试样配成溶液。按步骤对试样进行检验，观察，记录实验的现象和数据。（4）分析处理实验的现象和数据，得出科学正确的检验结论及结果。（5）若未达到实验的目的则需要进行进一步的检验。4.物质检验的注意事项（1）不可以在原试剂瓶中直接加入检验试剂，应取少量溶液加入试剂进行检验。若检验的试剂是固体，一般需先用蒸馏水溶解。（2）注意检验过程中的先后顺序，力求简明扼要。宜先用物理方法，后用化学方法；先不用试剂，后用试剂；先常温，后加热；先进行焰色反应，后进行化学反应；先分组，后各组鉴别；先检验干扰离子，后检验被干扰离子等。（3）对于“简答式”检验题，应写明步骤、具体的操作方法、现象，最后写出结论，必要时要写出反应的化学方程式或离子方程式；实验现象的描述要到位；回答现象时不可指明被检物质，应按物质的特征颜色、特征现象描述物质；用词要准确科学，如气体试剂要用“通入”，液体试剂要用“倒入”“注入”，固体试剂要用“加入”等；一般要多次取样以免先加的试剂对后加的试剂产生干扰（如题目有特殊要求除外）。（二）实验推断题有关物质检验的综合题型是实验推断题。实验推断题是以实验操作和现象为主体，推断具体物质或离子的题型，包括物质或离子存在与否的无机推断题和有机推断题。一些实验题的“题眼”。（1）两溶液混合生成沉淀和气体，这两种溶液的溶质可能分别是：①Ba(OH)2与（NH4）2SO4②可溶性铝盐与可溶性金属硫化物或可溶性碳酸盐或碳酸氢盐。③可溶性铁盐与可溶性碳酸盐或碳酸氢盐。④硫代硫酸盐与强酸（如盐酸、稀硫酸等）（2）既能与酸反应又能与碱反应的物质可能是：Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。（3）既能与强酸反应放出气体，又能与强碱反应放出气体，常见的物质有：Al、弱酸的铵盐[如（NH4）2CO3、NH4HCO3、（NH4）2SO3、（NH4）2S、NH4HS等]（4）在水中水解生成气体和难溶物或微溶物的物质可能是：Al2S3、Mg3N2、CaC2等。（5）与水接触放出气体的常见物质有：学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网、Na、K、Na2O2、F2等。（6）A物质加到B物质中，先生成沉淀，后沉淀又溶解，A.B可能分别是：CO2与Ca(OH)2、NaOH与铝盐、氨水（或氨气）与AgNO3、HCl与Na[Al(OH)4]等。（7）使溴水褪色的物质有：H2S、SO2、不饱和烃类、活泼金属、碱类等。（8）常温下呈液态的金属单质是Hg，非金属单质是Br2。（9）有A氧化B氧化C转化关系的有机物必定是醇、醛、羧酸的关系。（10）有机物与碱溶液加热反应生成两种物质，一般考虑酯和卤代烃。（11）水解的产物能发生银镜反应，则该物质应是甲酸酯或糖类。（12）特殊的实验现象：1氢气在氯气中燃烧呈苍白色的火焰，红磷在氯气中燃烧产生白色的烟雾，铜在氯气中燃烧产生棕色的烟。2钠的焰色反应是黄色，钾元素的焰色反应为紫色（透过蓝色钴玻璃）。3使酚酞试液变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是氨气。4在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是NO。5向一溶液中加入碱液，产生白色沉淀，沉淀进而变成灰绿色，最后变成红褐色，该溶液中必定含有Fe2+。6遇SCN－显红色或遇OH－生成红褐色沉淀或遇苯酚显紫色的离子是Fe3+。7使淀粉溶液变蓝的物质是I2。8在空气中能形成白雾的气体是卤代烃，与蘸有浓氨水的玻璃棒接触产生白烟的物质可能是浓盐酸或浓硝酸。9遇BaCl2溶液生成白色沉淀的溶液可能含有Ag+或SO42－。10遇盐酸生成沉淀的溶液中可能含有Ag+、SiO32－、S2O32－。11具有臭鸡蛋气味的气体是H2S，与H2S反应生成淡黄色沉淀的气体可能是：Cl2、O2、SO2、NO2等。12电解电解质溶液时阳极气态产物一般是Cl2或O2，阴极气态产物是H2。13使品红褪色的气体可能是Cl2或SO2，非气态物质可能是次氯酸盐NaClO、Ca(ClO)2、氯水、Na2O2等。【典型例题】例1.下列各组物质仅用蒸馏水不能鉴别出的是（）A.苯、酒精、硝基苯B.食盐、烧碱、硝酸铵C.蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末D.氧化铜、二氧化锰、活性碳解析：只用水鉴别物质时，可以根据物质的溶解性、密度、水溶液的颜色、溶解过程中的热效应等进行分析，对选项A，苯浮于水面，酒精与水混溶，硝基苯沉在水底；对选项B，烧碱溶于水放热，硝酸铵溶于水吸热，食盐溶于水没有明显的温度变化；对于选项C，蔗糖溶于水得无色溶液，硫酸铜粉末溶于水得蓝色溶液，碳酸钙粉末不溶于水；对于选项D，氧化铜、二氧化锰、活性碳都是难溶于水的黑色固体。答案：D点评：本题考查物质溶于水后的种种特征变化。例2.为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网①测得溶液的pH，溶液显碱性②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体③在上述溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀④取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀根据实验判断以下推测正确的是()A.一定有SO32－离子B.一定有CO32－离子C.不能确定Cl－是否存在D.不能确定HCO3－离子是否存在解析：因为HCO3－＋OH－=CO32－+H2O，所以强碱性溶液中不可能存在HCO3－；由②可知溶液中一定存在CO32－，无SO32－（SO2有刺激性）；因在②中加入了盐酸进行酸化，由④不能说明原溶液中是否含有Cl－。答案：BC点评：离子存在问题是综合考查元素化合物知识的常见题型。例3.某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题。（1）第1步：灼烧.操作是将足量海带灼烧成灰烬，该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有____________（填代号，限填三项）。A.试管B.瓷坩锅C.坩锅钳D.铁三角架E.泥三角F.酒精灯G.烧杯H.量筒（2）第2步：I－溶液的获取.操作是_______________.（3）第3步：氧化：操作是依次加入合适的试剂，下列氧化剂最好选用_________（填代号）A.浓硫酸B.新制氯水C.KMnO4溶液D.H2O2理由是__________________________________.（4）碘单质的检验，操作是取少量第3步的溶液，滴加_____________，如果溶液显________色，则证明海带中含碘。解析：（1）灼烧海带应将海带放在架于泥三角上的瓷坩锅中加热，回答问题时要注意题目的限制条件。（2）将海带灰经溶解、过滤操作后能得到含I－的溶液（3）对比分析各氧化剂的特点，结合实际的要求，可知H2O2是最好的氧化剂。（4）实验室一般都是用淀粉溶液检验碘单质，碘能使淀粉溶液变蓝。答案：（1）B、E、F（2）将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，煮沸，过滤（3）D过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入新的杂质，不产生污染，且不会进一步氧化单质碘（4）淀粉溶液蓝点评：这是一道基本的物质检验实验方案的设计题，从试验仪器、实验操作、试剂的选用三个方面设置问题。例4.氯水可以跟KI溶液发生置换反应，过量的氯水还可以把碘氧化为碘酸(HIO3)，化学方程式为：5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl.碘酸是一种无色晶体，极易溶于水。现有一瓶无色溶液，其中含有Br－、I－，请用氯水CCl4和试管，设计一个简单的实验，证明该无色溶液中确实含有Br－和I－，其实验步骤和现象为：学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网（1）__________________________.（2）__________________________.（3）__________________________.解析：因为还原性I－Br－，在溶液中加入氯水时I－先被氧化，如果向溶液中加入少量氯水时则只有I－先被氧化，因而可以在溶液中加入少量氯水再加CCl4先检出I－。因为碘能被氯水氧化为碘酸，因而可以在溶液中加入过量的氯水，将生成的I2氧化，同时置换出溴，然后再用萃取法检验Br2的存在，从而证明原无色溶液中确实含有Br－。答案：（1）取少量无色溶液于试管中，加入少量CCl4，然后逐滴加入氯水，边滴边振荡，若CCl4层有紫红色出现，证明原溶液中含有I－。（2）静置.分层，取上层清液于另一试管中（3）向取出的清液中加入少量氯水后，再加入CCl4，振荡.静置分层，CCl4层呈橙红色，证明原溶液中含有Br－。点评：物质的还原性强弱不同，被氧化的顺序“强者优先”。【模拟试题】一.选择题1.在①氯水②浓盐酸③活性炭④漂白粉⑤双氧水⑥二氧化硫等六种物质中，能使品红溶液退色的是（）A.①④⑥B.②③④C.①③④⑥D.①③④⑤⑥2.浓盐