人教版高二化学第三节：物质检测方案的设计

人教版高二化学第三节：物质检测方案的设计

第三节：物质检测方案的设计 教案19（6-3-1物质检测方案的设计）‎ ‎ 学习目标 ‎ 1．总结巩固常见阴离子和阳离子的检验方法，理解常见离子检验的化学反应原理。‎ ‎ 2．学会物质检验方案的设计。‎ ‎ 3．能够解决有关物质检验的一些实际问题。‎ ‎ 学习过程 ‎ 自我探究 ‎ 一、离子的检验 ‎ 1．复习回忆 ‎ （1）物质的鉴定和鉴别有何不同？‎ ‎ 鉴定是指 。‎ ‎ 鉴别是指 。‎ ‎ （2）鉴别物质经常首先考虑物理方法，请填写下表空白 鉴别方法 选用范围 举例 物 理 方 法 观察法 嗅试法 水溶法 焰色反应法 ‎ （3）化学方法鉴别物质，利用不同的化学实验现象将物质鉴别开，这些现象通常是指 。‎ ‎ 2．阅读课本（常见离子的检验方法），思考并回答下列问题。‎ ‎ （1）用碱类试剂鉴别的离有 。‎ ‎ （2）需要用到酸类试剂鉴别的离子有 。‎ ‎ （3）需要用到盐类鉴别的离子有 。‎ ‎ （4）Fe2+的鉴别方法有多少种，请写出每种方法的试剂、步骤、现象、反应式。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 。‎ ‎ 3．课本P86页[示例3]：设计实验，证明(NH4)2Fe (SO4)2·6 H2O（硫酸亚铁铵晶体）的成份中含有Fe2+、NH4+、SO42-和H2O试自行设计方案，填写下表空格 序号 实验步骤 简述实验操作现象及注意事项（不必叙述如何组装实验装置）‎ ‎①‎ 水的检验 ‎ - 5 -‎ ‎②‎ 溶解 取少量(NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O配成溶液备用 ‎③‎ 检验Fe2+‎ ‎④‎ 检验NH4+‎ ‎⑤‎ 检验SO42-‎ ‎ 二、未知物的检验 ‎1．物质的检验就是利用 ‎ ‎ 。‎ ‎ 2．[课本P88页示例4]在某澄清，透明的浅黄色溶液中可能有下列离子K+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、Cl-。‎ ‎ 同学们请自行设计实验，检验溶液存在或可能存在的离子。‎ 步骤 操作及注意事项 现象 结论 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎ [课本P89页示例5]设计实验，鉴别NH4NO3，K2SO4，KNO3，(NH4)2SO4四种白色固体，请同学们自行设计，填写下表（可以不填满）‎ 步骤 操作 现象 结论 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎ - 5 -‎ ‎5‎ ‎ 设计方案的书写格式，除了可以用表格的形式外，还可以用框图的形式，请写出框图设计格式的方案。‎ 总结与评价 ‎【总结】‎ ‎ 1．熟练掌握各类物质的物理性质（顔色，气味，熔、沸点，水溶性），化学性质及相互反应的现象，尤其是一些选择性反应与特征反应。‎ ‎ 2．物质鉴定的关键在于通过分析，推理设计出合理的鉴定过程。‎ ‎ 3．鉴定的基本原则：‎ ‎ （1）被鉴定的物质是固体，则一般需要用蒸馏水溶解（2）待鉴定物质在实验时应取少量；（3）要检验多种成份，应进行平行实验，防止一只试管进行到底，造成前后干扰（4）由现象定结论，由特定条件下的特定现象，证明其含有特定的微粒。‎ ‎【例题讲解】‎ ‎ [例1]仅用一种试剂鉴别如下物质：苯、CCl4、NaI溶液、NaCl溶液、Na2SO3溶液，下列试剂中不能选用的是（ ）‎ ‎ A．溴水 B．FeCl3溶液 C．酸性KMnO4 D．AgNO3溶液 ‎[答案]D。‎ ‎ [分析讲解]苯、CCl4都是一种非极性溶剂，但前者的密度比水小，后者的密度比水大。‎ 溴水滴入苯中振荡后，水中的Br2转移到到苯层中，苯层浮在上层。溴水滴入到CCl4中振荡后，水的Br2转移到CCl4层中，CCl4层沉在下层。溴水滴入NaI溶液中，会置换出I2，溶液颜色变深。溴水滴入亚硫酸钠溶液中时，Br2跟亚硫酸钠反应，颜色褪去。溴水滴入氯化钠溶液中，不发生化学反应，溴水稀释。所以溴水能将五种溶液检别开来。‎ FeCl3溶液滴入苯、CCl4中，可根据分层现象区分。FeCl3溶液滴入NaCl溶液中，不会产生明显现象。FeCl3溶液NaI溶液中会生成I2。FeCl3溶液滴入Na2SO3溶液中会发生如下反应：2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+，能产生褪色、气泡等多种现象。所以氯化铁溶液能用于检别五种溶液。‎ ‎ 酸性KMnO4滴入苯和CCl4中，也可根据分层现象区分。酸性KMnO4滴入氯化钠溶液中无明显现象。酸性KMnO4滴入碘化钠溶液中会生成I2，滴入亚硫酸钠溶液中会生成硫酸钠，都会产生明显的实验现象差异。所以酸性KMnO4能用于检别五种溶液。‎ ‎[注意点]从思维角度看，解答指定试剂检验题主要用到的是定向思维，只要分析给定试剂跟待检物质能发生什么反应，反应中有什么现象，各种待检物质跟试剂反应时的现象是否有明显差异等等。有些反应的原理虽然相近，但实验现象有明显差异，也可以用于检别。有些反应的原理有很大不同，但不能产生明显差异的实验现象，也不能用于检别。‎ ‎ [例2]CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2‎ ‎ - 5 -‎ S两种黑色粉末的方法合理的是（ ）‎ ‎ A．将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体 ‎ B．将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色 ‎ C．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量 ‎ D．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色 ‎ [答案]C。‎ ‎ [分析讲解]CuS和Cu2S能溶于热的硝酸溶液中，生成气体的种类跟硝酸的浓度、反应条件等有关，都可能产生NO、NO2、SO2等气体，无法根据产生气体的差异检别。溶于热的硝酸后都生成硝酸铜溶液，生成溶液的颜色不会有明显差异，无法根据溶液颜色来检别。‎ 根据题中“高温灼烧后产物相同”可知，无法根据高温灼烧后的残留固体的颜色来区别CuS、Cu2S。事实上用中学化学知识可写出CuS、Cu2S在空气中高温灼烧的化学方程式：‎ ‎ 2CuS+3O22CuO+2SO2↑‎ ‎ 2×96g 2×80g（反应后残留固体的质量比反应前固体的质量小）‎ ‎ Cu2S+2O22CuO+SO2↑‎ ‎ 160g 2×80g（反应前后固体物质的质量保持不变）‎ ‎ 所以，只有根据灼烧前后固体物质的质量差别来检别CuS、Cu2S两种物质。‎ ‎[注意点]有些检别试题要从定量、半定量角度入手分析才能找到可行的检别方法。‎ ‎【评价】‎ ‎1．有四种未知溶液分别是Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3、FeSO4，请设计实验检验四种溶液中的阴离子和阳离子。‎ ‎2．有两瓶失去标签的物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，请你加以鉴别。‎ ‎（1）应选择的一种试剂是（ ）。 ‎ ‎ A．NaOH溶液 B．甲基橙试液 C．稀HCl D．澄清石灰水 ‎（2）简述实验操作、现象和结论。‎ ‎3．常温下，下列各组物质不能用一种试剂通过化学反应区别的是（ ）‎ ‎ A．MnO2、CuO、FeO ‎ ‎ B．(NH4)2SO4、K2SO4、NH4Cl ‎ C．AgNO3、KNO3、Na2CO3 ‎ ‎ D．Na2CO3、NaHCO3、K2CO3‎ ‎4．有A、B、C、D、E、F、G7瓶不同物质的溶液，它们各 是Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl2、Ca(NO3)2‎ 和Ba(OH)2溶液中的一种。为了鉴别，各取少量溶液进 行两两混合，实验结果如表所示。表中“↓”表示生成的沉 淀或微溶化合物，“—”表示观察不到明显变化。试回答 下面问题。‎ ‎ - 5 -‎ ‎ （1）A的化学式是 ，G的化学式是 。判断理由是 。‎ ‎ （2）写出其余几种物质的化学式。B： ，‎ ‎ C： ，D： ，E： ，‎ ‎ F： 。‎ 答案 ‎1．（1）给四种末知溶液编号。用四支试管分别取四种溶液各1ml。用洁净的铂丝分别蘸取四种测溶液做焰色反应，火焰显黄色的说明有钠离子。‎ ‎（2）在（1）中不显黄色的三种溶液中各滴入5滴NaOH溶液。产生白色沉淀且迅速转变为灰绿色最后变为红褐色，说明含有Fe2+。。‎ ‎（3）在（2）只有白色沉淀的试管中，继续滴加NaOH溶液，白色沉淀溶解说明原溶液有Al3+。。‎ ‎（4）在（3）中白色沉淀不溶解的试管中再加入一定量的稀盐酸，沉淀溶解说明原溶液含有Mg2+‎ ‎（5）另用四支洁净的试管，各取1ml原溶液。向各试管中滴加少量稀硝酸，再加适量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明均含有SO42-离子。‎ ‎2．（1）C ‎ （2）取等体积的两种溶液，分别滴入盐酸（记录滴数）直至不产生气体为止，所消耗盐酸的量较多的是碳酸钠，较少的是碳酸氢钠。‎ ‎ 3D。‎ ‎4．（1）KCl、AgNO3。混合时只生成一种沉淀的是KCl，生成的是AgCl，所以A是KCl，G是AgNO3。‎ ‎ - 5 -‎