常见物质的分离、提纯教学目的:⒈知道物质分离和提纯的常用方法;⒉初步学会物质分离、提纯等实验技能;⒊能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案。
相关知识点:第1课时物质的分离、提纯一、物质的分离与提纯方法2二、物质的鉴别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。
不同点见下表:(l)H+:能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
(2)Na+、K+:用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。
(3)Ba2+:能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(4)Mg2+:能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(5)Al3+:能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
(6)Ag+:能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(7)NH4+:铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。
(8)Fe2+:能与少量NaOH溶液反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。
或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(9)Fe3+:能与KSCN溶液反应,变成血红色Fe(SCN)3溶液,能与NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
(10)Cu2+:蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的CuO沉淀。
含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。
3.几种重要的阴离子的检验(1)OH-:能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
(2)Cl-:能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(3)Br-:能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。
(4)I-:能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。
(5)SO42-:能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。
(6)SO32-:浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。
能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。
(7)S2-:能与Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的PbS沉淀。
(8)CO32-:能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
(9)HCO3-:取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。
或向HCO3-盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。
(10)PO43-:含磷酸根的中性溶液,能与AgNO3反应,生成黄色Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。
(11)NO3-:浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。
5.用一种试剂或不用试剂鉴别物质用一种试剂来鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应,而且能产生不同的实验现象。
常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4.Cu(OH)2悬浊液等。
不用其他试剂来鉴别一组物质,一般情况从两个方面考虑:①利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等),首先鉴别出来,然后再用该试剂去鉴别其他物质。
归纳多功能试剂在解化学实验的鉴别题时,如能够快速选用合适的“多功能试剂”,则可大大提高解题速度和质量,对限制试剂种数,特别是需要一种试剂鉴别的题,更具有特殊意义一、化学试剂中的“多面手" ----- FeCl3溶液1、在苯酚溶液中,滴人两三滴FeCl3溶液,立即出现紫色。
2、与无色透明的硫氰化钾溶液反应,呈血红色。
3、在FeCl3溶液中加入足量的Fe粉,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。
4、把H2S气体通入FeCl3溶液,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色,同时溶液也变浑浊。
5、在FeCl3溶液中加入NaI溶液,很快看到有棕色浑浊出现。
6、与AgN03溶液反应生成不溶于稀HN03的白色沉淀。
二、溴水----橙色液体1、其溶质易被有机溶剂萃取,有机溶剂层颜色加深。
2、能与酚类(如酚酞)发生取代反应生成白色沉淀。
3、能与含双键或三键的不饱和有机物发生加成反应而褪色。
4、能与碱性物质发生反应而褪色,如NaOH,Na2C03溶液等。
5、具有氧化性,能把一些还原性较强的物质氧化,本身褪色,如(H2S、NaI、Na2S03)等。
三、新制的Cu(OH):悬浊液1、具有不溶性碱的通性;加热可分解成CuO黑色沉淀;遇较强酸溶液能溶解,变为澄清透明的蓝色溶液。
2、具有弱氧化性;在加热时能够把一CHO氧化成一COOH,而本身被还原为Cu20砖红色沉淀。
3、能与多羟基的物质(如甘油、葡萄等)反应生成绛蓝色溶液。
四、Ba(OH)2——五色透明液体1、Ba2+的功能:能与CO32—、P043-、SO32-等生成溶于HCI溶液的白色沉淀;能与S042-生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。
2、OH—的功能:能与许多金属离子反应生成不溶于水的沉淀;能与NH4+反应生成NH3;能使A1(OH)3、A1203溶解。
典型例题【例1】(2010天津卷)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是A .用F e C l 3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2F e 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+B .Na 2O 2与H 2O 反应制备O 2 :Na 2O 2 + H 2O = 2N a + + 2O H -+ O 2↑ C .将氯气溶于水制备次氯酸:C l 2 + H 2O = 2H + + Cl - + ClO -D .用浓盐酸酸化的K M n O 4溶液与H 2O 2反应,证明H 2O 2具有还原性:2MnO 4+ 6H + + 5H 2O 2 = 2Mn 2+ + 5O 2↑ + 8H 2O解析:B 中元素不守恒,正确的离子方程式为:2Na 2O 2+2H 2O==4Na ++4OH -+O 2;C 中的HClO 是弱酸,不能拆成离子形式;D 的离子方程式本身没有问题,但KMnO 4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明H 2O 2具有还原性的目的(还原性:HCl >H 2O 2,HCl 先反应),D 错。
答案:A命题立意:考查离子方程式的正误判断。
【例2】(2010广东理综卷,7)能在溶液中大量共存的一组离子是A .NH 4+ 、Ag +、PO 43-、Cl -B .Fe 3+、H +、I -、HCO 3-C .K +、Na +、NO 3- 、MnO 4-D .Al 3+、Mg 2+ 、SO 42- 、CO 32-解析:A 中Ag +和PO 43-、Cl -因生成沉淀不共存;B 中H +和HCO 3-离子生成气体不共存,Fe 3+和I -因发生氧化还原反应不共存;D 中Al 3+和CO 32-因互促水解不共存。
答案:C【例3】(2010安徽卷,9)在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是A.Na +、Mg 2+、ClO —、NO 3—B. Al 3+、 NH 4+、 Br - 、Cl -C. K + 、Cr 2O 72- 、CH 3CHO 、 SO 42-D. Na +、K + 、SiO 32-、Cl -答案:B解析:酸性环境下A 中生成次氯酸,C 中Cr 2O 72-氧化CH 3CHO ,D 中生成硅酸沉淀。
【例4】(2010上海卷,9)下列离子组一定能大量共存的是A .甲基橙呈黄色的溶液中:I -、Cl -、NO 3-、Na +B .石蕊呈蓝色的溶液中:Na +、AlO 2-、NO 3-、HCO 3-C .含大量Al 3+的溶液中:K +、Na +、NO 3-、ClO -D .含大量OH 一的溶液中:CO 32-、Cl -、F -、K +答案:D解析:此题考查了化学实验中的离子共存知识。
使甲基橙呈黄色的溶液pH 大于4.4,当其处于4.4-7之间时,NO 3-表现强氧化性,将I -氧化为I 2,排除A ;石蕊呈蓝色的溶液pH 大于8,溶液呈碱性,OH -能和HCO 3-反应,排除B ;含大量Al 3+的溶液中,溶液呈酸性,其中的H +能和ClO -结合成HClO ,排除C 。
知识归纳:在给定条件下,考查离子组能否共存时,要注意其与元素化合物知识、电离平衡知识的联系。
特别要注意题干中条件的应用,比如本题中的“甲基橙呈黄色”、“石蕊呈蓝色”、“含大量的Al 3+的溶液”等,倘若只分析选项中给出的离子之间能否共存,就会造成错误解答。
【例5】(2010浙江卷,13) 某钠盐溶液中可能含有2222433NO SO SO CO Cl I ------、、、、、等阴离子。
某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:①用pH 计测得溶液pH 大于7②加入盐酸,产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的AgNO 3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体④加足量BaCl 2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色。
⑤加足量BaCl 2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH 4)2Fe (SO 4)溶液,再滴加KSCN 溶液,显红色该同学最终确定在上述六种离子中公含223NO CO Cl ---、、三种阴离子。
请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论。
A. ①②④⑤B. ③④C. ③④⑤D. ②③⑤试题解析:本题是离子组合推断、离子鉴别实验综合题。
题型难点是:熟悉各种离子的标准检验方法,明确各种离子检验时的干扰因素。
本题的难点还有:采用的出题方式和平时不同。
根据最终的离子分析:NO 2-,存在时一定没有SO 32-,I -。
因NO 2-,的氧化性可以使他们氧化。
Cl -存在下的NO 2-的检验:加入硝酸酸化的AgNO 3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体。
即证明了NO 2-的存在又检验出Cl -的存在。
但,仅加入盐酸产生刺激性气体也可能有SO 32-的存在。
故须先确认SO 32-不存在。