第二节物质的检验、分离和提纯【基础知识梳理】一、物质的检验物质检验的方法常用的物理方法有:①观察法;②嗅试法;③加热法;④水溶法;⑤焰色反应法等。
常用的化学方法有:①加热法;②点燃法;③指示剂法;④显色法(如无水硫酸铜遇水显蓝色);⑤互滴法;⑥不同试剂两两混合法(又称:简明列表法)等。
常见物质检验的方法如下1.阳离子的检验:液变红Fe(SCN)产生2.阴离子的检验:3.常见气体的检验⑴ H2:灼热的CuO和CuSO4,黑色的CuO变红,白色CuSO4粉末变蓝色。
⑵ O2:带火星的木条,木条复燃。
⑶ CO:灼热的CuO和澄清石灰水,黑色的CuO变红,石灰水变浑浊。
⑷ CO2:气体通入石灰水,石灰水变浑浊。
⑸ Cl2:湿润的淀粉KI试纸,变蓝。
⑹ HCl:通入硝酸银和稀硝酸,产生白色沉淀。
⑺ SO2:品红溶液,品红溶液红色退去,再加热。
又出现红色。
⑻ NH3:湿润的红色石蕊试纸,变蓝。
⑼ NO:打开瓶口与空气接触,立即变为红棕色气体。
4.有机物的检验⑴碳碳双键或三键:加少量溴水或酸性KMnO4溶液,褪色。
⑵甲苯:取两份甲苯,一份滴入溴水,振荡后上层呈橙色;另一份滴入酸性KMnO4溶液,振荡,紫色褪去。
⑶卤代烷:与NaOH溶液(或NaOH的醇溶液)共热后,先用硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀的为氯代烷,淡黄色沉淀的为溴代烷,黄色沉淀的为碘代烷。
⑷乙醇:将螺旋状铜丝加热至表面有黑色CuO生成,迅速插入待测溶液,反复多次,可见铜丝被还原成光亮的红色,并由刺激性气味产生。
⑸苯酚:滴加过量的浓溴水,有白色沉淀;或滴加少量FeCl3溶液,溶液呈紫色。
⑹乙醛或葡萄糖:加入银氨溶液,水浴加热,产生银镜;或加入新制Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾,有红色沉淀生成。
⑺乙酸:使石蕊试液变红;或加入Na2CO3或NaHCO3溶液有气泡;或加入新制Cu(OH)2悬浊液溶解得蓝色溶液。
⑻乙酸乙酯:加入滴加酚酞的NaOH溶液加热,红色变浅或消失。
⑼淀粉:滴加碘水,呈蓝色。
⑽蛋白质:灼烧,有烧焦羽毛气味;或加入浓硝酸微热,出现黄色。
二、常见物质的分离与提纯1.物质分离、提纯的区别(1)物质的分离:将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程(2)物质的提纯:将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程2. 物质分离、提纯的基本方法(1)物理方法(2)化学方法用化学方法分离和提纯物质的原理:不引入新的杂质;不能损耗或减少被提纯物质的质量;实验操作要简便,不能繁杂。
常见的方法有:①加热法,如:Na2CO3中含有NaHCO3②氧化还原法,如:除CO2中少量的O2,可将气体通过灼热的铜网。
③沉淀法,将杂质(离子)转化为沉淀,如:除去NaNO3溶液中的NaCl,可往溶液中加入AgNO3溶液。
④气化法,将杂质转化为气体,如:除NaCl溶液中少量的Na2CO3,加入盐酸。
⑤其它方法,酸碱反应,彻底水解法等。
【要点名师透析】一、物质的鉴别与鉴定1. 鉴别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物质;也可根据几种物质气味、溶解性、溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别。
鉴别题的种类包括:(1)限用一种试剂鉴别多种物质:所选用的试剂必须能和被检的大多数物质反应,且能产生不同的实验现象。
常使用的鉴别试剂有:强酸(盐酸、稀H2SO4)、强碱[NaOH溶液、Ba(OH)2溶液]、FeCl3溶液、Na2CO3(或NaHCO3)溶液、明矾溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、指示剂等。
(2)不用任何试剂鉴别多种物质:此类题目虽规定不准另用任何试剂进行鉴别,但一般情况下,可供选择的试剂可能就隐含在待检物质中,解答此类题目一般采用如下四种方法:①特征连锁法:从具有某一特征的物质(如色、态、味、硬度、挥发性、水溶性等)入手,先鉴别出一种物质,再用这种物质作试剂来鉴别其它物质,连锁式地进行鉴别。
②加热法:若待检物均无明显外观特征,可考虑采用加热方法加以鉴别(许多物质在加热时会发生化学变化,并出现不同现象,如铵盐、硝酸盐、酸式碳酸盐等)。
③焰色反应法:根据待检物质中所含的阳离子不同进行焰色反应操作,可将其鉴别开来。
④两两混合法(又称:简明列表法):若上述三种方法均不能达到目的时,一般即采用“两两混合法”。
即列出表格,然后把待检溶液编号,记录反应现象,对照表格确定出每一种物质。
此法适用于一些比较复杂、难以鉴别的题目。
(3)两种溶液的自我鉴别:一般采用“互滴法”。
2.鉴定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,分别检出阳离子、阴离子。
是根据物质的某些特性,也就是所采用试剂或方法只对此例成立,再者要全证明。
物质鉴定的一般步骤为:【典例1】(2011·唐山模拟)用可溶性钡盐检验SO2-4的存在时,先在待测溶液中加入盐酸,其作用是( ) A.形成较多的白色沉淀 B.形成的沉淀纯度更高C.排除Ba2+以外的其他阳离子的干扰 D.排除SO2-4以外的其他阴离子及Ag+的干扰【解析】阴离子CO2-3、SO2-3也可与Ba2+形成白色沉淀;若溶液中含有Ag+,则加入氯化钡溶液,Ag+与Cl-形成白色的AgCl沉淀.这些杂质形成的白色沉淀干扰了SO2-4的检验.【答案】D二、常见混合物分离提纯的方法与装置1.过滤:分离固体与液体互不相溶的混合物,如除去NaCl溶液中的BaCO3。
注意事项:“一贴二低三靠”滤纸紧贴漏斗内壁,滤纸低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘,上烧杯口紧靠玻棒,玻棒末端紧靠三层滤纸处,漏斗末端紧靠下烧杯内壁2.分液:分离互不相溶的两种液体(如图2),如水和四氯化碳的分离。
注意事项:分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞,让下层液体从下面流出到分界面,再关闭活塞,上层液体由上口倒入另一烧杯。
萃取剂选择:①、与原溶剂互不相溶、互不反应;②、溶质在萃取剂中溶解度比原溶剂大得多且不反应。
3.蒸馏:根据沸点不同分离互溶的两种液体,如石油的分馏。
注意事项:需加沸石防止暴沸;温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;冷凝水从冷凝管下口进上口出。
4.蒸发:加热使溶质从溶液中结晶分离出来,如从NaCl溶液中分离出NaCl。
注意事项:加热过程不断搅拌,以免局部过热;较多晶体析出时停止加热,利用余热把剩余水蒸干。
5.固体灼烧:除去固体物质中含有的易升华、易分解物质或除去结晶水合物的结晶水等。
如除去Na2CO3溶液中的NaHCO3。
6.萃取:利用溶质在互不相溶的两种液体中溶解度差别很大,进行分离,如用苯或CCl4从溴水中提取溴。
7.渗析:除去胶体中的小分子或离子,如除去Fe(OH)3胶体中的盐酸。
8.盐析:常见皂化液中分离出肥皂、甘油。
9.洗气:气体中混有的杂质气体可通过洗气瓶除去,如CO2中混有HCl,可通过饱和NaHCO3溶液洗气。
解题警示:注意对实验所用仪器进行有序记忆。
对于一套装置的连接一般是由下往上,从左到右,因此记忆时我们也可采用同样的方法进行思考、记忆。
【典例2】(2011·威海模拟)下列各组混合物的分离或提纯方法正确的是 ( )A.用过滤法分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的混合物 B.用结晶法提纯NaCl和KNO3混合物中的KNO3 C.用分液法分离乙醇和乙酸的混合物 D.用加热法分离碘和氯化铵的混合物【解析】A项,胶体的提纯应用渗析的方法;C项,乙醇与乙酸互溶,不能用分液法分离;D项,由于碘易升华,而氯化铵加热易分解,冷却又重新化合生成氯化铵,所以通过加热法不能分离碘和氯化铵的混合物.【答案】 B【感悟高考真题】1.(2011·江苏高考·13).下列有关实验原理、方法和结论都正确的是()A.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,可制取Fe(OH)3胶体B.取少量溶液X,向其中加入适量新制的氨水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+C.室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液,振荡、静置后分液,可除去苯中的少量苯酚D.已知I-3I2+I-,向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大【解析】解答本题时应结合胶体制备、离子推断、除杂、萃取等实验操作和原理分析具体问题,注意CCl4可以萃取KI3溶液中的I2。
【答案】选C。
A项, 向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,得到的是Fe(OH)3沉淀而不是Fe(OH)3胶体,A项错误;B项,溶液X 中也可能含有Fe3+没有Fe2+,B项错误;C项,加入适量NaOH溶液,苯酚与NaOH反应生成苯酚钠,苯酚钠溶于水,苯不溶于水,振荡、静置后分液,可除去苯中的少量苯酚,C项正确;D项,CCl4层显紫色是因为I2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大,CCl4萃取了I2,D项错误。
2.(2011·全国卷I·7)下列叙述错误..的是()A.用金属钠可区分乙醇和乙醚 B. 用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和3-己烯C.用水可区分苯和溴苯 D. 用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛【解析】本题属于物质鉴别题,主要考查有机化合物知识。
利用二者性质上的差异即可鉴别。
【答案】选D。
金属钠不和乙醚反应但可与乙醇作用生成氢气,A项正确;3-己烯可使高锰酸钾酸性溶液褪色而己烷不行,B项正确;苯和溴苯均不与水反应也不溶于水,与水混合会分层,苯在上层,溴苯在下层,C项正确;甲酸甲酯和乙醛均含有醛基,均可发生银镜反应,D项错误。
3.(2011·重庆高考·11)不能..鉴别AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)2四种溶液(不考虑它们间的相互反应)的试剂是A. 盐酸、硫酸B. 盐酸、氢氧化钠溶液C. 氨水、硫酸D. 氨水、氢氧化钠溶液【解析】解答本题时应注意只要将所给两种试剂加入四种溶液后,现象各不相同即可。
A项用盐酸可鉴别出AgNO3(有白色沉淀)和K2SO3(有气泡产生),用硫酸可鉴别出BaCl2(有白色沉淀),加盐酸和硫酸均无现象的是Mg(NO3)2,A项可以;B项加盐酸同A项,再加NaOH溶液可鉴别出Mg(NO3)2(有白色沉淀),无现象的是BaCl2溶液,B项可以;C项加氨水可鉴别出AgNO3(白色沉淀变为棕褐色沉淀)和Mg(NO3)2(有白色沉淀),再用硫酸可鉴别出BaCl2(有白色沉淀)和K2SO3(有气泡产生);D项氨水和NaOH溶液可鉴别出AgNO3溶液和Mg(NO3)2溶液,但无法鉴别出BaCl2溶液和K2SO3溶液,故D不能。
【答案】选D。
4.(2010·天津卷)下列鉴别方法可行的是A.用氨水鉴别Al3+、Mg2+和A g+ B.用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl-、SO24-和CO23-C.用核磁共振氢谱鉴别1-溴丙烷和2-溴丙烷D.用K M n O4酸性溶液鉴别CH3CH=CHCH2OH和C H3CH2CH2CHO【解析】Al3+和Mg2+与氨水反应都只生成沉淀,不溶解,无法鉴别,故A错;SO42-和CO32-与Ba(NO3)2反应都生成白色沉淀,无法鉴别,故B错;1—溴丙烷有三种等效氢,其核磁共振谱有三个峰,而2—溴丙烷有两种等效氢原子,其核磁共振谱有两个峰,故可鉴别,C正确;碳碳双键、醛基都能被酸性KMnO4氧化,KMnO4溶液都退色,故无法鉴别。