九年级化学专题复习物质的鉴别分离与提纯doc.docx
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专题二化学实验
(二)物质的鉴别、分离与提纯
一、物质的鉴别
1、检验和鉴别方法和思路:
加试剂、看现象、定结论。
2、物质的检验和鉴别的原则:
①操作简便:
能用物理方法鉴别的不用化学方法;能用一种试剂鉴别的不用多种试剂。
②现象明显:
必须生成沉淀、气体、颜色的变化。
③具有干扰性的物质:
鉴别Cl-和SO42-时,只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液。
检验Na2CO3和NaOH时,先检验Na2CO3并除之;最后检验NaOH。
3、常见物质的主要物理特性
(1)固体物质的颜色
红色固体——Cu、Fe2O3、P(红磷)、HgO;黑色固体—C、CuO、Fe3O4、FeO、MnO2;Fe粉
白色固体——KClO3、P2O5、P(白磷)、CuSO4(无水硫酸铜)、KCl、NaCl等;
暗紫色固体—KMnO4;淡黄色固体—S;蓝色固体—CuSO4•5H2O;绿色固体:
Cu2(OH)2CO3
(2)沉淀的颜色
蓝色絮状沉淀——Cu(OH)2;红褐色絮状沉淀——Fe(OH)3;
常见不溶于稀硝酸的白色沉淀——BaSO4、AgCl;
常见的溶于酸并放出使澄清石灰水变浑浊的气体的白色沉淀——BaCO3、CaCO3等
溶于酸但不产生气体的白色沉淀——Mg(OH)2、Al(OH)3等;
(3)溶液的颜色
蓝色的溶液——CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2等含Cu2+溶液;
浅绿色的溶液——FeSO4、FeCl2等含Fe2+溶液;
黄色的溶液——FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等含Fe3+溶液。
紫色溶液——KMnO4溶液,紫色石蕊试液
(4)火焰的颜色
淡蓝色火焰:
H2、S在空气中燃烧发出淡蓝色火焰
蓝色火焰:
CO、CH4在空气中燃烧发出的蓝色火焰
蓝紫色火焰:
S在纯氧中燃烧发出的蓝紫色火焰
(5)有刺激性气味的气体:
HCl、SO2、NH3
(6)气体的颜色
红棕色气体——二氧化氮
黄绿色气体——氯气
无色气体——氧气,氮气,氢气,二氧化碳,一氧化碳,二氧化硫,氯化氢气体等大多数气体。
4、常见气体的检验方法及现象
物质
检验试剂或方法或装置
反应现象
结论或化学方程式
O2
带火星的木条
木条复燃
该气体具有助燃性,是O2
H2O
无水CuSO4
无水CuSO4由白变成蓝
CuSO4+5H2O
CuSO4·5H2O
H2
氧化铜由黑变成红,无水CuSO4变蓝
H2+CuO
H2O+Cu
CuSO4+5H2O
CuSO4·5H2O
NH3
湿润的红色石蕊试纸
试纸变蓝
该气体显碱性,是NH3
CO2
澄清石灰水
澄清石灰
水变浑浊
Ca(OH)2+CO2
CaCO3↓+H2O
CO
粉末由黑变红,澄清石灰水变浑浊
CO+CuO
Cu+CO2
Ca(OH)2+CO2
CaCO3↓+H2O
CH4
点燃,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯一会儿,迅速把烧杯倒过来,向杯内注入澄清石灰水
烧杯内壁有水珠,石灰水变浑浊
CH4+2O2
CO2+2H2O
5、常见离子的检验
离子
检验方法
实验现象
H+
(酸)
滴加紫色石蕊试液
石蕊试液变红
用PH试纸测量其PH
PH小于7
加入少量锌粒
有气泡产生
OH-
(碱)
滴加紫色石蕊试液
石蕊试液变蓝
滴加无色酚酞
无色酚酞变红
用PH试纸测量PH
PH大于7
CuSO4溶液
生成蓝色沉淀
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
CO32-
滴加稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
Cl-
滴加AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀
SO42-
滴加稀盐酸酸化再滴加BaCl2
酸化无现象,加入BaCl2后产生白色沉淀
滴加Ba(NO3)2溶液和稀HNO3
产生白色沉淀
NH4+
加入强碱溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
产生有刺激性气味的气体,试纸变蓝
Fe3+
滴加强碱溶液
产生红褐色沉淀
Cu2+
滴加强碱溶液
产生蓝色沉淀
*有干扰离子的检验
1.如何检验某溶液中既有CO32-又有OH-?
思考:
CO32-是酸碱性什么怎样的?
所以应先检验后检验。
操作
取适量溶液于试管中,先滴加足量
充分反应后,再滴加
现象
结论
2.如何检验某溶液中既有SO42-又有Cl-?
思考:
检验SO42-用钡离子,检验Cl-用银离子。
银离子是不是只与Cl-反应?
能不能与SO42-反应?
所以应该先检验。
操作
取适量溶液于试管中,先滴加足量
充分反应后过滤,再滴加
现象
结论
6、日常生活中一些物质的特定检验方法
①棉织品、毛织品、化纤的鉴别——采用灼烧法
②硬水和软水的鉴别——用肥皂水,产生泡沫较多的是软水;泡沫较少,浮渣较多的是硬水。
③塑料的鉴别(热塑性和热固性)——取样,加热,能熔化的是热塑性塑料,不能熔化的是热固性塑料。
④铵态化肥的鉴别——加熟石灰研磨,铵态氮肥(铵盐)能放出具有刺激性气味的气体。
7、物质的鉴别方法
a.一剂鉴别(用一种实际鉴别多种物质)
方法:
①若物质间有明显溶解性差异、溶解时的热效应差异以及水溶液的颜色差异时,可用“水”来鉴别,如CaCO3、NaOH、CuSO4、NaCl。
②若物质间有明显的酸碱性差异,可选用紫色石蕊试液来鉴别,如HCl、NaCl、NaOH。
③鉴别一组溶液
i.若溶液中有酸,可选用Na2CO3等可溶性碳酸盐来检验,如HCl、Ca(NO3)2、NaCl。
ii.若溶液中有碳酸盐时,可从酸入手,有含Ag+的化合物时,选用盐酸,如Na2CO3、NaCl、AgNO3;有含Ba2+的化合物时,选用硫酸,如Na2CO3、BaCl2、NaNO3.
iii.若被鉴别的物质为金属单质、非金属单质和金属氧化物时,可选用强酸为试剂来鉴别,如Fe粉、C粉、CuO。
b.无剂鉴别(不用任何试剂来鉴别多种物质)
鉴别的方法一般有三种:
(1)特征现象法:
利用物质的物理性质如颜色等不同,找到突破口,然后利用已鉴别出来的物质作为试剂将剩余物质连环鉴别出。
如鉴别NaOH、Na2SO4、CuSO4、NH4Cl四种溶液,观察发现,只有CuSO4为蓝色,其余均为无色,我们就以CuSO4为已知试剂,来鉴别本组另三种物质。
鉴别顺序为:
CuSO4—NaOH—NH4Cl—Na2SO4
(2)两两混合法:
当无法通过物理性质入手,可采用两两混合的方法,若能各自产生不同现象,即可加以区别。
如鉴别A组溶液Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、HCl和B组溶液KNO3、BaCl2、AgNO3、NaCl时,用两两混合反应的方法分析,通常采用列表的方法统计现象
A组
Na2SO4
Na2CO3
BaCl2
HCl
Na2SO4
—
↓
—
Na2CO3
—
↓
↑
BaCl2
↓
↓
—
HCl
—
↑
—
B组
KNO3
BaCl2
AgNO3
NaCl
KNO3
—
—
—
BaCl2
—
↓
—
AgNO3
—
↓
↓
NaCl
—
—
↓
A组可以进行组内鉴别;B组不可进行组内鉴别
(3)借助产物法:
若用以上两种方法还不能鉴别物质,可借用相关反应产物和酸反应加以鉴别(组内物质一般含有酸)。
如鉴别FeCl3、HCl、NaCl、NaOH四种溶液时,HCl和NaCl的鉴别是利用FeCl3与NaOH的反应产物Fe(OH)3来实现的,能使沉淀溶解的是HCl,不能使沉淀溶解的是NaCl溶液。
二、物质的分离和提纯
分离:
根据混合物中各成分的性质差异,采用适当的物理或化学方法将它们从混合物中—一分开,得到几种纯净物的过程。
提纯(除杂):
利用物质和杂质的性质不同,选择适当实验方法除去该物质中的少量杂质而得到纯净物的过程。
提纯时只保留混合物的提纯成分,除去的杂质不保留。
提纯的原则:
①“不增”:
除杂时不能引人新杂质,加人的过量除杂剂也应最后除去。
②“不变”:
选择的除杂剂一般只与杂质反应,不能使被提纯物质的性质改变。
③“易分”:
要选择简单易分离、现象明显、所得物质纯度高的除杂方法。
1.常用的物理方法
⑴过滤:
用于固体不溶物与液体的分离。
⑵蒸发:
用加热使溶剂不断挥发,从而使溶液浓缩或使溶质析出。
2.常用的化学方法
⑴溶解过滤法:
Cu(Fe)、Cu(CuO)---加稀盐酸溶解后过滤
⑵生成气体法:
NaCl溶液(Na2CO3)---加适量稀盐酸
⑶生成沉淀法:
NaCl溶液(CaCl2)---加适量碳酸钠溶液后过滤
⑷酸碱中和法:
NaCl溶液(NaOH)---加适量稀盐酸
*相关物质的除杂
1、H2[HCl]通入氢氧化钠溶液:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
2、CO2[HCl]通入饱和的碳酸氢钠溶液:
HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑
3、CO[CO2]通入足量的石灰水或足量的氢氧化钠溶液:
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
4、CO2[CO]通过灼热的氧化铜CO+CuO△Cu+CO2
5、气体的干燥H2、CO2、CO[H2O]可用浓硫酸、无水氯化钙、氢氧化钠固体、碱石灰(氧化钙和氢氧化钠固体混合物)、无水硫酸铜等除去
如:
H2(水蒸气):
通过浓硫酸/通过氢氧化钠固体;CO2(水蒸气):
通过浓硫酸
6、CuO(C):
在空气中(在氧气流中)灼烧混合物C+O2点燃CO2
7、Cu(Fe):
加入足量的稀硫酸Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
8、Cu(CuO):
加入足量的稀硫酸CuO+H2SO4====CuSO4+H2O
9、FeSO4(CuSO4):
加入足量的铁粉Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
10、NaCl(Na2CO3):
加入足量的盐酸Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
11、NaCl(Na2SO4):
加入足量的氯化钡溶液
Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl
12、NaCl(NaOH):
加入足量的盐酸HCl+NaOH====NaCl+H2O
13、NaOH(Na2CO3):
加入足量的氢氧化钙溶液
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
14、NaCl(CuSO4):
加入足量的氢氧化钡溶液
Ba(OH)2+CuSO4====Cu(OH)2↓+BaSO4↓
15、NaNO3(NaCl):
加入足量的硝酸银溶液NaCl+AgNO3====AgCl↓+NaNO3
16、NaCl(KNO3):
蒸发溶剂
17、KNO3(NaCl):
冷却热饱和溶液。
18、CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸)CaCO3高温CaO+CO2↑
注意:
检验CaO是否含CaCO3加盐酸:
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(CO32-的检验:
先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。
)
专项练习题
一、选择题(下列每小题只有一个选项符合题意,把符合题意的选项填入题后括号中)
1.用硬水洗衣服不如用软水洗得干净,下列方法可区分硬水和软水的是()
A.加肥皂水B.加氯化钠溶液C.加稀盐酸 D.加洗洁精
2.有两份常温下的饱和溶液,一份是氢氧化钠溶液,一份是氢氧化钙溶液,欲鉴别它们,下列实验方法中不可行的是()
A.滴入紫色的石蕊试液B.再加入少量的氢氧化钠固体
C.滴入浓碳酸钠溶液D.通入二氧化碳气体
3.从抹有石灰浆的墙壁上掉下的一块白色固体,为鉴定其成分,进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
将固体研磨成粉末,加水搅拌
固体没有全部溶解
取上层清液,滴加酚酞
溶液呈红色
取不溶物,滴加稀盐酸
有气泡产生
由此得出的结论正确的是()
A.一定有Ca(OH)2和CaCO3B.一定有Ca(OH)2,可能有CaCO3
C.一定没有Ca(OH)2和CaCO3D.一定有CaCO3,可能有Ca(OH)2
4.能用溶解、过滤、蒸发、结晶分离的一组混合物是()
A.酒精和水B.氯化钠和碳酸钠C.碳酸钙和二氧化锰D.碳酸钙和氯化钠
5.除去混入下列各组物质中的杂质,选择试剂(括号内为试剂)合理的是()
A.氯化钠溶液中混有碳酸钠溶液(稀盐酸)B.氢氧化钠溶液中混有碳酸钠(盐酸)
C.硫酸亚铁溶液中混有硫酸铜(锌粉)D.氧气中混有氮气(浓硫酸)
6.欲除去混入CO中的少量H2O、O2、CO2,所用试剂为:
①热的铜网;②浓硫酸;③NaOH溶液。
正确的顺序是()
A.①②③B.②③①C.③②①D.①③②
7.废旧计算机的某些部件中含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt(铂)等金属,经物理方法初步处理后,与足量的稀盐酸充分反应,然后过滤,剩余的固体中不应有的金属是()
A.Cu、AgB.Fe、ZnC.Pt、CuD.Ag、Au
8.在发酵的面团中加入下列某种物质的溶液揉和,既能除去面团中的酸,又能使蒸出的馒头疏松多孔。
这种物质是()
A.Na2CO3B.Ca(OH)2C.CaOD.NaCl
9.将下表内每一组无色溶液都能区别开来的试剂是()
第一组
第二组
第三组
淀粉、氯化钠
淀粉、碳酸钠
淀粉、葡萄糖
A.碘水B.酚酞试液C.稀盐酸D.石蕊试液
10.鉴别下列各组物质,括号中所选择的试剂或方法错误的是()
A.CuSO4溶液和KNO3溶液(观察颜色)B.硬水和软水(过滤)
C.蔗糖和NH4NO3固体(水)D.汽油和蒸馏水(闻气味)
11.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选的试剂及操作方法均正确的一组是()
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作的方法
A
Ca(CaCO3)
水
溶解、过滤、结晶
B
Cu(CuO)
稀盐酸
溶解、过滤、洗涤、干燥
C
CuSO4(H2SO4)
氢氧化钠溶液
过滤
D
CO2(CO)
氧气
点燃
12.小强同学为了区别氢氧化钠溶液和澄清的石灰水,设计了如图所示的四组实验方案,其中能达到目的的是()
13.下列实验的现象和结论不合理的是()
14.利用化学实验可以鉴别生活中的一些物质。
下表中各组物质的鉴别方法能将本组待鉴别物质都区分出来的是()
待鉴别的物质
鉴别方法
A
硬水、软水
加肥皂水,搅拌,观察产生泡沫多少
B
N2、O2、CO2、空气
用燃着的木条检验,观察木条燃烧情况
C
棉纤维、羊毛纤维、涤纶
灼烧,闻燃烧产生的气味,观察燃烧情况
D
化肥氯化钾、硫酸钾、磷矿粉
看外观,再加水,观察是否溶于水
二、填空与简答题
15.现有两瓶失去标签的无色溶液,分别是稀硫酸和澄清的石灰水。
你可用几种方法把它们区别开?
叙述操作步骤,现象和结论。
16.现有一瓶敞口放置的氢氧化钠,如何检验其已经变质了?
18.用实验方法除去下列①~④各物质中的少量杂质,限从A~D提供的试剂及操作方法中进行选择,并将其序号填在相应的短线上。
A.加适量的稀盐酸、搅拌、蒸发、结晶B.加适量的稀盐酸、搅拌、过滤、洗涤沉淀
C.加适量水溶解、过滤、洗涤沉淀D.加适量水溶解、过滤、蒸发
①CaCO3中含有少量杂质NaCO3;②Cu粉中含有少量杂质Fe粉;
③CaCl2中含有少量CaCO3;④NaCl中含有少量杂质MnO2。
19.某废液中含有ZnCl2、FeCl2、CuCl2,要全部回收铜,某同学先向其中加入过量的铁粉,充分反应后过滤,滤渣中含有,这位同学需要继续完成的实验是
。
20.下列各物质都含有少量杂质(括号内的物质为杂质),写出除去杂质的简要操作步骤和有关化学方程式。
(1)CO2(CO);
(2)Na2SO4溶液(CuSO4);
(3)NaCl溶液(NaOH);
(4)ZnSO4溶液(CuSO4)。
21.为了用含有少量CaCl2的NaCl固体样品配制溶质质量分数为a%的食盐溶液,设计了下图所示的操作方案:
(已知:
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl)
试回答下列问题:
(1)用托盘天平称量样品时,若一开始未将游码移至标尺的零处(其他操作均正确),则称出的样品真实质量读数质量(Wg)(用“大于”、“小于”或“等于”回答)。
(2)组成过滤装置的主要仪器是。
(3)加过量的碳酸钠溶液是为了除尽样品中的(填物质名称),检验其是否过量的方法是。
(4)加入过量的盐酸是为了除去滤液中剩余的物质,反应的化学方程式是
,剩余的盐酸是在(写操作名称)时除去。
(5)在蒸发操作中,液体应放在里加热,用11g提取好的固体配制溶质质量分数为a%的实验溶液时,需加水mL。
22.某淡黄公的颗粒状固体,其化学性质比较活泼,在通常状况下能跟许多物质发生化学反应。
例如:
它与CO2反应时,只生成了Na2CO3和O2,它与稀盐酸反应时,只生成了NaCl、H2O、O2。
上课时,老师做了如下实验:
a.取少量的淡黄色的颗粒状固体投入到盛有少量水的试管中,可观察到产生了一种无色无味的气体;
b.再向试管中滴加几滴酚酞试液,可观察到烧杯中溶液变红。
根据实验现象,回答下列问题:
(1)淡黄色的颗粒状固体中一定含有元素。
你做出这个判断的理由是。
(2)实验a中产生的气体,可用法收集。
(3)同学们对实验a中产生的气体组成看法不一,提出了以下几种假设:
①该气体是CO;②该气体是H2。
请你推测该气体还可能是(写化学式)
(4)设计一个实验,证明你在(3)中的推测(写出简要操作步骤,反应现象和结论)。
操作步骤
反应现象
结论
23.生活中的很多物质有相似之处,学习了化学以后,我们学会了用化学方法对物质进行检验,分离和提纯,请你按要求填空:
(1)检验衣料是纯毛还是化纤的化学方法是。
(2)NaCl溶液中混有少量的Na2CO3,用适量的可将其除去。
(3)黄铜(Cu、Zn合金)与黄金颜色相近,若选用化学方法区分这两种物质,所选择的试剂应是。
24.现有失去标签的两瓶无色溶液:
氯化钠溶液和稀盐酸。
某化学探究小组打算用物理和化学两种方法加以区别。
请回答:
(1)化学方法在不选用酸碱指示剂、pH试纸的情况下,按表中方法一(示例)填写。
所选试剂必须属于不同物质类别(单质、氧化物、酸、碱、盐、有机物等)
所选试剂
判断方法
方法一
锌
取少量样品分别与锌反应,有气体产生的是稀盐酸,没有的是氯化钠溶液
方法二
方法三
(2)物理方法同学小王使用了酒精灯和玻璃棒两种仪器,这把这两种无色溶液区分开了。
请你猜测一下他的做法:
操作方法:
;
判断方法。
25.在科学探究学习活动中,教师将三包黑色粉末(分别是细铁粉、氧化铜和二氧化锰)和在瓶无色溶液,分别发给三个学习小组进行物质鉴别等问题的探究;每组一包黑色粉末和一瓶无色溶液;各组取样放入试管中混合后,甲、乙两组都观察到有无色气体产生,丙观察到无色溶液变蓝色。
请你和他们一起探究:
(1)写出丙组试管中无色溶液变蓝的化学反应方程式。
(2)请你对甲、乙两组黑色粉末和无色溶液是什么物质进行大胆猜想:
甲组:
黑色粉末和无色溶液分别是;
乙组:
黑色粉末和无色溶液分别是。
(3)请你设计一个实验来验证甲组或乙组的黑色粉末是哪一种。
操作
现象
结论
26.某工厂的废水中只含有硫酸镁和少量硫酸,课外活动小组以此作为课题,探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。
他们设计了两种不同的方案,请你参与讨论:
(1)方案一:
选用镁粉作为试剂。
①往废水中逐次加入镁粉,当观察到时,说明加入镁粉的量已经足够。
此过程发生反应的化学方程式是。
②接下来的操作方法依次是和。
(2)方案二:
选用氢氧化钠溶液作为试剂。
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液,当
时,停止滴入氢氧化钠溶液,此过程发生反应的化学方程是
。
②为了得到纯净的硫酸镁溶液,接着应进行的实验操作是(请简要写出操作过程)。
③…得到硫酸镁固体。
(3)比较两个方案,假设实验中都没有损耗,那么,最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同?
,原因是。
(4)请你继续探究,设计新的方案(要求使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同的物质类别),你选择的一种试剂是,该试剂发生反应的化学方程式是。
27.一同学用某种粗盐(主要含有泥沙、CaCl2、MgCl2等物质)进行提纯实验,步骤如下图所示。
请回答下列问题:
(1)步骤①和②的操作名称是。
(2)步骤②中加入过量Na2CO3的目的是,
步骤②中发生反应的化学方程式是、。
固体A中含有的固体是(写物质的化学式)
(3)步骤③中加入适量盐酸的目的是,判断加入盐酸“适量”的方法是。
(4)步骤④蒸发液体时要用玻璃棒不断搅拌液体,目的是。
28.某研究性学习小组设计的实验装置(如右图),既可用于
制取气体,又可用于验证物质性质。
(1)写出仪器A和B的名称:
A:
;B:
。
(2)当打开K1、关闭K2时,利用Ⅰ、Ⅱ装置可直接进行的
实验是(填序号)。
①大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
②锌与稀硫酸反应制取氢气
小颖认为在不改变Ⅰ、Ⅱ装置的仪器及位置的前提下,该装置可用于双氧水制取氧气,
她的做法是;
实验室还可以用高锰酸钾制取氧气,化学方程式为。
(3)当打开K2、关闭K1时,利用Ⅰ、Ⅲ装置可验证二氧化碳与水反应,生成了碳酸,此时试管中盛放的物质是,可以观察到的现象是
(C为干燥管,用于防止液体倒吸)。
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