高中化学物质的检测课题一物质的检验第3课时学案新人教版.docx

课题一物质的检验(第3课时)1应用已学知识和资料提供的检验离子的反应，检验常见物质中的某些元素。2学习利用检验离子的反应探究身边物质组成元素的一般思路和方法。一、实验原理许多阴、阳离子在溶液中能发生_，产生明显的实验现象，我们可以利用这些性质和现象，达到_的目的。离子的检验反应都是在_中进行的，而生活中的物质并不都是溶液，因此要检验某物质所含有的成分元素，常需要对被检物进行_，使目标元素_。对植物等有机物，常用的预处理方法就是_，然后用酸溶解。二、实验目的与部分流程1实验目的：干柏树叶中含Ca、Fe、Al、P元素的定性检验。(1)实验部分流程：(2)检验滤液1中含微量的Ca2、Fe2、Al3的试剂依次是：待测离子试剂现象Ca2加入HAc，再滴入饱和(NH4)2C2O4溶液生成_沉淀Fe2加入盐酸和K3Fe(CN)6试剂生成_沉淀Al3加入HAc、铝试剂、氨水生成_絮状沉淀2.拓展实验：检验海带中含碘元素。(1)实验部分流程：(2)干海带灼烧时酒精的作用是_，试剂X是_，Y是_，空方框中的现象是_，从而可以确认海带中含碘元素。答案：一、特征的化学反应定性检验溶液预处理转移到溶液中灼烧使之灰化二、1.(2)白色蓝色红色2(2)便于海带充分燃烧双氧水(或氯水)淀粉溶液呈蓝色一、植物体中某些元素的检验实验注意事项植物中元素的检验，对植物的灰化、溶解等预处理非常重要。1待测物的灰化要求待测物本身尽量干燥，研磨后应当反复加热，研磨若干次，以保证待测物完全灰化。2检验常见的离子时，根据检出元素所需的状态或所测元素的检出状态的不同，采用不同的酸进行溶解。金属元素为通常条件下的价态，一般能溶解就行，通常采用稀盐酸或稀硫酸；非金属元素(如磷)要求检出形态为最高价态，所以使用浓硝酸进行处理。使用酸溶解灰分时，可以稍稍加热以促进物质的溶解，但浓硝酸加热时会分解，有二氧化氮生成，加热时注意通风，防止发生危险。过滤在较强的酸性环境下进行，使用耐酸的漏斗和滤纸进行操作。3灰化过程和溶解过程元素损失比较严重，稀释时如果不能很好地控制蒸馏水的用量，将使某些离子的浓度过低而无法检出。4植物中含有多种微量元素，在制成的溶液里会存在大量的干扰离子，常需要先进行分离。但本实验中的三种离子的检验不存在干扰，如无特殊要求可以不进行分离和掩蔽。若遇需要进行分离的实验，一般采用沉淀法，利用离心机和离心试管分离。5实验中对待测物进行溶解时，针对不同的待检元素采用了不同的酸进行溶解，一是为了有针对性地加大某元素的溶解度，二是为了不破坏某些元素离子的存在形式，三是为了在其后的检验中不引入干扰离子。6蔬菜和水果中某元素的检测可以不用灰化，直接利用蔬菜汁或果汁，用活性炭脱色后，采用11的硝酸酸化处理，对所得溶液进行检测。被检测离子选用易于检验的Fe、Al、Cu等元素。二、离子检验时试剂的使用和操作1Fe3的检验：Fe3与SCN生成配位数不同的红色可溶性络合物，随着试剂浓度的增加，高配位数离子所占的比例增加，溶液颜色逐渐变深，反应的灵敏度也增加。碱能破坏红色络合物，生成Fe(OH)3沉淀，故反应必须在酸性溶液中进行。浓硝酸的氧化性可使SCN受到破坏，浓盐酸中大量的Cl与Fe3形成FeCl，影响反应的灵敏程度，故适宜的酸化试剂是稀盐酸。2Al3的检验：Al3与铝试剂在氨性溶液中生成亮红色絮状沉淀。3Ca2的检验：草酸钙法，即Ca2与(NH4)2C2O4在pH4时形成白色晶形沉淀，该沉淀溶于强酸，不溶于CH3COOH。4PO的检验：因为SiO对此检验法有干扰，所以此反应适于在滤纸上进行。取定量滤纸，加1滴HNO3酸化过的试液，然后滴加预先已配在一起的(NH4)2MoO4和酒石酸试剂，将滤纸在热石棉网上方烘热以加速反应，出现黄色沉淀表示有PO。若再加联苯胺1滴，然后放在氨气瓶上熏，用氨气中和酸降低酸度，此时则出现蓝色斑点。5I的检验：在酸性溶液中，加入氯水或HNO3，将I氧化成I2，加入CCl4(或苯)，振荡，有机试剂层显紫色。三、物质鉴别的常用方法鉴别方法适用范围举例物理方法观察法观察被鉴别物质的状态、颜色等如CuCl2、FeCl3、NaCl溶液；O2与Cl2等嗅试法判断气体或有挥发性物质的不同气味(有毒气体禁用)如NH3与O2等水溶法观察被鉴别物质在水中的溶解情况如Na2CO3与CaCO3等加热法主要用于易升华物质如鉴别碘或萘等焰色反应法常用于金属或金属离子如钾盐、钠盐的鉴别等化学方法加热法常用于易分解的物质如HCO、NO、NH的盐类；难溶性碱；结晶水合物失水等显色法利用某些离子在特定试剂中显示特殊颜色进行检验如用石蕊、酚酞、pH试纸检验H或OH；Fe3遇SCN呈血红色等水溶法被鉴别物质加水后有特殊现象如CuSO4加水变蓝，CaC2加水产生气体等点燃法主要用于被鉴别物质的助燃性或可燃性，及可燃物的燃烧现象、产物如H2S的燃烧呈淡蓝色火焰，H2在Cl2中燃烧呈苍白色火焰等指定试剂法主要用于待鉴别物质性质的差异性，来选择合适试剂如(NH4)2SO4、Na2SO4、NH4Cl、NaCl四种无色溶液，可选择Ba(OH)2来鉴别等分组法被鉴别物较多时，常选择合适的试剂把被鉴别物分成若干小组，然后再对各小组进行鉴别如Na2CO3、NaOH、H2O、BaCl2、H2SO4、盐酸六种物质，可选择石蕊试液把上述六种物质分成三组(碱性、酸性、中性)然后再对各组中的物质进行鉴别特定要求的鉴别只用一种试剂或不用任何试剂等知识点1 植物体中某些元素的检验【例题1】 茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、Al、Fe三种元素。【查阅部分资料】草酸铵(NH4)2C2O4属于弱电解质。草酸钙(CaC2O4)难溶于水。Ca2、A13、Fe3完全沉淀的pH分别为Ca(OH)2：pH13；Al(OH)3：pH5.5；Fe(OH)3：pH4.1。试根据上述过程及信息填空：(1)步骤加盐酸的作用是_。(2)写出检验Ca2的离子方程式：_。(3)写出沉淀C所含主要物质的化学式：_。(4)写出步骤用A试剂生成红色溶液的离子方程式：_。(5)步骤的作用是_，猜测步骤的目的是_。解析：用化学方法分离、检验植物样品中的某些元素时，通常将待检验的植物样品高温灼烧，使其中的有机物分解。其中的碳、氢、氧等元素转化为二氧化碳和水，呈气态逸散，待测的金属或非金属元素以氧化物或无机盐(称灰分)的形式残留下来。在残留的灰分中加入水或酸，使灰分溶解。过滤后，滤液可用于分离和鉴定某些元素。答案：(1)使Ca2、Al3、Fe3浸出(或使Ca2、Al3、Fe3溶解)(2)Ca2(NH4)2C2O4=CaC2O42NH(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)Fe33SCN=Fe(SCN)3(写成其他正确的络合离子形式也可)(5)使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀检验Al3(或铝元素)的存在点拨：对于教材实验中给出的资料内检验Al3的铝试剂、镁试剂等特殊试剂，不必强记。需要时通过查阅各种化学实验书籍或实验手册，查找常见离子的检验方法。知识点2 设计检验方案【例题2】 三草酸合铁酸钾晶体K3Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。限选试剂：浓硫酸、1.0 molL1硝酸、1.0 molL1盐酸、1.0 molL1 NaOH溶液、质量分数为3%双氧水、0.1 molL1 KI溶液、0.1 molL1 CuSO4溶液、质量分数为20% KSCN溶液、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)，观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是_。(2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是_，现象是_。(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。提出合理假设假设一：_；假设二：_；假设三：_。设计实验方案证明你的假设。实验过程。根据中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论步骤一：步骤二：步骤三：解析：(1)A、C均有沉淀生成说明两处均有CO2，又因B处灼热的氧化铜(黑色)变为红色，则说明混合气体中CO2、CO均存在。(2)钾的检验只能通过焰色反应，但是要观察钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃(滤去钠的黄光，避免干扰)。(3)因铁元素不能以3价形式存在，并且固体中只有K2CO3，故铁可能以FeO或单质形式存在，也可能二者都存在。Fe、FeO均不溶于水也不与水反应，可利用蒸馏水除去可溶性的碳酸钾，再利用铁能够置换铜，提供足量的CuSO4溶液去除过滤后的固体中可能存在的Fe，因FeO与非氧化性酸如盐酸或稀硫酸反应能转化为Fe2，进而加入氯水或双氧水等氧化剂及KSCN溶液以确认是否有FeO。答案：(1)CO和CO2(2)利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰(3)全部为铁单质全部为FeO同时存在铁单质和FeO实验步骤预期现象与结论步骤一：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使K2CO3完全溶解，分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体固体产物部分溶解步骤二：向试管中加入适量CuSO4溶液，再加入少量上述不溶固体，充分振荡a.若蓝色溶液的颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设二成立b若蓝色溶液的颜色明显改变，且有暗红色固体物质生成，则证明有铁单质存在步骤三：继续步骤二中的b，进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN溶液结合步骤二中的b：a若溶液基本无色，则假设一成立b若溶液呈血红色，则假设三成立点拨：研究性学习是新课标亮点之一，微型课题式试题是新高考命题热点。根据“猜想”设计实验方案，加入试剂过量，以确保物质完全反应；填写实验报告时，要写出较详细的实验步骤，理顺思路，准确描述。1某同学想用实验证明高锰酸钾溶液的紫红色是的颜色，而不是K的颜色，他设计的下列四个实验步骤中没有意义的是()。A将高锰酸钾晶体加热分解，所得固体质量减少B观察氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中K无色C在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K不反应D在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后见紫红色褪去，表明为紫红色2某同学拟用厨房用品进行如下化学实验，你认为他能实现的是()。A验证鸡蛋壳中含有碳酸盐B用白酒和食醋制取少量乙酸乙酯C利用化学方法除去菜刀上的铁锈及水壶中的水垢D证明加碘食盐中存在3下面分别是4位同学设定的从茶叶中提取咖啡因的方案，请你对4位同学的设计进行分析评价，并指出其不足。(1)茶叶含咖啡因的浸取液咖啡因晶体(2)茶叶含咖啡因的浸取液加热蒸发水分咖啡因晶体(3)茶叶茶叶粉末加热蒸发含咖啡因的固体混合物咖啡因(4)茶叶含咖啡因的浸取液含咖啡因的固体混合物咖啡因晶体4硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂。硫酸亚铁药片外表包有一层独特的糖衣，以保护硫酸亚铁不被空气中的O2氧化。请设计一种方法，验证某FeSO4药品是否被氧化。请写出步骤、现象及反应方程式。_答案：1A解析：首先高锰酸钾溶液中存在两种离子：K和，选项B、C表明K无色且不与锌反应，再由选项D进一步说明能与锌反应，静置后见紫红色褪去，表明为紫红色。2AC解析：将蛋壳放入食醋中，蛋壳表面产生大量气泡，收集后可发现它不支持燃烧，从而证明蛋壳中含有碳酸盐；制取乙酸乙酯通常要用(无水)乙醇和冰醋酸，且需要用浓硫酸作催化剂，故在题意条件下不能实现；食醋中含有乙酸，乙酸具有酸性，能溶解铁锈(主要成分是Fe2O3)，也能与水垢的主要成分CaCO3、Mg(OH)2反应生成可溶性物质，从而除去水垢；要证明食盐中存在，可取样后加入食醋，再用淀粉KI试纸检验，若试纸变蓝则证明有，反应原理是5I6H=3I23H2O(H由醋酸提供)，可厨房用品中没有淀粉KI试纸，因而不能实现。3答案：见解析。解析：(1)方案，为使茶叶中的物质能充分地浸取出来，加入的浸取液往往较多，所得浸取液中物质的浓度一般不会很大，因此用蒸发、结晶的方法不会得到晶体，它违背结晶法提纯物质的适用范围，所以不可行。(2)方案，得到浸出液后加入萃取剂将浸出物萃取浓缩，得到富含咖啡因的浓溶液，再蒸发水分，得到的是含杂质的晶体，应进一步纯化，不可行。(