《金新学案》高三化学一轮 第15章第二节 物质的检验、分离和提纯 大纲人教

第二节物质的检验、分离和提纯运用化学知识对常见的物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别。一、离子的检验1．常见阳离子的检验白色不溶解白色絮状白红褐血红白色灰绿红褐血红红红无色红色蓝黑黑白白棕2.常见阴离子的检验【自我检测】某化学兴趣小组在课外活动中，对某溶液进行了多次检测，其中三次检测结果如下表所示，请回答：检测次数溶液中检测出的物质第一次KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl第二次KCl、BaCl2、Na2SO4、K2SO3第三次Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl(1)三次检测结果中第________次检测结果不正确。(2)在检测时，为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子：第一步：向溶液中滴加过量的____________溶液(填化学式)，其目的是检验________并将其除去；第二步：加入__________________(填化学式)，其目的是______________________；第三步：过滤，再向滤液中加入________(填化学式)，其目的是____________________。答案：

二、气体和有机物检验1．常见气体的检验待检物操作步骤现象O2用试管或集气瓶取待检气体，然后向试管或集气瓶中插入带有火星的木条木条复燃H2使待检气体通过尖嘴玻璃导气管并点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯有淡蓝色火焰，烧杯里有水珠生成NH3用湿润的红色石蕊试纸试验变蓝色把待检气体收集在集气瓶里，盖上玻璃片，用玻璃棒蘸取浓盐酸，开启玻璃片插入瓶中生成白烟待检物操作步骤现象SO2在洁净试管里加入5mL品红溶液，再通入待检气体品红溶液褪色加热后红色复现CO2通入澄清石灰水无色无味气体且使石灰水变浑浊，继续通入后变澄清Cl2通入KI－淀粉溶液中溶液变成蓝色2.有机物的检验【自我检测】某有机物的结构简式为(该有机物溶于水)：

构和性质，你认为应先检验________(填官能团名称)，所选检验试剂是________；其次检验________(填官能团名称)，所选检验试剂是________；最后检验________(填官能团名称)，所选检验试剂是______。答案：羧基石蕊试液(或碳酸钠溶液)醛基银氨溶液碳碳双键溴水物质的分离和提纯原则：“不增(不引入新物质)、不减(不减少被提纯物质)、易分离(被提纯物质与杂质易分离)、易复原(被提纯物质易复原)”。需要注意的是：(1)除杂试剂需过量；(2)过量试剂需除尽；(3)去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序；(4)选择最佳的除杂途径。

(2010·江西重点中学联考)某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，试设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。供选用的试剂有：①稀HCl、②稀HNO3、③稀H2SO4、④NaOH溶液、⑤Na2CO3溶液、⑥BaCl2溶液、⑦Ba(OH)2溶液、⑧Ba(NO3)2溶液，供选用的实验操作有：A．加热B．过滤C．分液D．蒸发E．蒸馏F．结晶实验方案：先将固体溶于蒸馏水配成溶液，然后填表完成各步实验(只填试剂或操作的序号，要求试剂不超过3种，空格按要求填写，可不填满)。解析：

答案：

[变式训练]1.(2010·上海)除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是(

)A．HNO3溶液(H2SO4)，适量BaCl2溶液，过滤B．CO2(SO2)，酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气C．KNO3晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶D．C2H5OH(CH3COOH)，加足量CaO，蒸馏解析：

A项，引入杂质Cl－；B项，KMnO4与SO2发生氧化还原反应，除去SO2；C项，温度对NaCl的溶解度的影响不大；D项，2CH3COOH＋CaO===Ca(CH3COO)2＋H2O，再蒸馏C2H5OH挥发。答案：

A(1)鉴别的常用方法(2)物质的鉴别技巧①若被鉴别的溶液酸碱性不同，可选用适当的指示剂或pH试纸，如鉴别(NH4)2SO4、K2CO3、Na2SO4三种溶液。②若几种溶液中含有不同的阳离子，可选用强碱(NaOH、KOH等)与之反应，如鉴别K2SO4、(NH4)2SO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、MgSO4、CuSO4溶液等。③若几种溶液中含有不同的阴离子，可选用强酸(盐酸、硫酸等)与之反应，如鉴别NaCl、Na2S、Na2SO3、Na2CO3、Na2SiO3、Na2S2O3溶液等。④若有金属及不同的金属氧化物，可考虑用强酸，如鉴别MnO2、FeO、CuO等黑色粉末，可选用浓盐酸。⑤用一种试剂鉴别多种物质时，常用到的是“相反原理”，也可以解释为：“阴同阳不同用碱，阳同阴不同用酸，阴阳各不同用盐”。另外，要记住鉴别物质的几种常用试剂。⑥鉴别有机物时，若被鉴别物质中含有醛基、羧基，应先考虑用新制Cu(OH)2鉴别。物质的鉴别常以简答题形式进行考查，回答时注意：(1)不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，会造成试剂污染，所以要有“各取少许”字样。(2)用词要准确科学：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。气体试剂要用“通入”，切不可把液体或固体试剂“通入××中”。

(2010·天津)下列鉴别方法可行的是(

)A．用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋和Ag＋C．用核磁共振氢谱鉴别1－溴丙烷和2－溴丙烷D．用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CH===CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO解析：

A项，氨水与Al3＋、Mg2＋均生成白色沉淀，氨水过量沉淀不溶解，Ag＋与氨水反应生成白色沉淀，氨水过量沉淀会溶解；B项，Ba(NO3)2与均生成白色沉淀；C项，1－溴丙烷的核磁共振氢谱有3个峰，2－溴丙烷有2个峰；D项，两种有机物均能使KMnO4酸性溶液褪色。答案：

C[变式训练]2.(2009·上海单科)物质的鉴别有多种方法。下列能达到鉴别目的的是(

)①用水鉴别苯、乙醇、溴苯②用相互滴加的方法鉴别Ca(OH)2和NaHCO3溶液③点燃鉴别甲烷和乙炔A．①②

B．①③C．②③

D．①②③解析：

①中苯不溶于水且密度小于水，乙醇与水互溶，溴苯不溶于水但密度比水大，故可用水鉴别。②中相互滴加现象相同，无法鉴别。③中点燃乙炔时有浓烈的黑烟和明亮的火焰，点燃甲烷无此现象，可鉴别。故选B。答案：

B从高考的内容和形式看，物质的分离和提纯的主要特点有三个：一是选取适当试剂及分离方法，除去被提纯物质中指定的杂质；二是确定除去被提纯物质中指定含有的杂质所需加入试剂的先后顺序；三是将分离提纯与物质制备、混合物成分的确定等内容融为一体，形成综合实验题。物质的鉴别考查形式主要也有三种：一是不用任何试剂进行鉴别；二是只用一种试剂进行鉴别；三是任选试剂鉴别多种物质。高考对物质分离和提纯的方法、溶液中离子或气体物质的检验等的考查既是对元素化合物知识的进一步巩固，同时也是性质、鉴别实验方案设计及制备实验方案设计的基础。这些内容仍将是今后高考的重点考查内容，其中不用任何试剂或只用一种试剂区别一组物质的实验则是高考考查的热点。题型以选择题为主，但也有将这些知识融入综合实验题中的趋势。1．(2010·浙江)某钠盐溶液中可能含有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计测得溶液的pH大于7

②加入盐酸，产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体④加足量BaCl2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BaCl2溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再滴加KSCN溶液，显红色解析：

③中加入硝酸酸化AgNO3溶液产生白色沉淀，可证明有Cl－无I－；且放出有色刺激性气体，可证明答案：

B2．(2010·广东)对实验Ⅰ～Ⅳ的实验现象预测正确的是(

)A．实验Ⅰ：液体分层，下层呈无色B．实验Ⅱ：烧杯中先出现白色沉淀，后溶解C．实验Ⅲ：试管中溶液颜色变为红色D．实验Ⅳ：放置一段时间后，饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体解析：

A项，CCl4的密度比水大，上层为水层，呈无色，下层为CCl4层，呈紫红色；B项，Al(OH)3不能溶于弱碱；C项，Fe3＋和SCN－结合成Fe(SCN)3而显红色；D项，CaO吸收了试管中的水，导致CuSO4从溶液中结晶，生成CuSO4·5H2O。答案：

CD3．(2010·安徽)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究，设计实验流程如下：(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为_______。(2)第③步反应的离子方程式是_______。(3)第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有__________________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_______、________。(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L－1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有________gNa2CO3参加了反应。解析：本题中要注意金属铝的性质、偏铝酸盐的性质以及有关离子方程式的书写规则。(1)由锂离子电池正极材料可知，只有铝能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入CO2可生成Al(OH)3沉淀；(2)第③步反应是LiMn2O4在酸性条件下被空气中的氧气氧化生成MnO2，LiMn2O4是难溶物，故离子方程式应为4LiMn2O4＋4H＋＋O2===8MnO2＋4Li＋＋2H2O。(3)过滤时所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；若过滤时发现滤液中有少量浑浊，只从操作的角度分析可能是滤纸破损、滤液液面高于滤纸的边缘等原因。(4)由第(2)问中离子方程式知LiMn2O4生成Li＋时稀硫酸过量，所以沉淀Li＋时过量的稀硫酸也消耗Na2CO3，两部分消耗的Na2CO3至少需0.06mol即6.36g。答案：

(1)Al(OH)3(2)4LiMn2O4＋4H＋＋O2===8MnO2＋4Li＋＋2H2O(3)烧杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损漏斗中液面高于滤纸边缘(其他合理答案均可)(4)6.4(或6.36)1．(2009·安徽理综)下列选用的相关仪器符合实验要求的是(

)AB存放浓硝酸分离水和乙酸乙酯CD准确量取9.50mL水实验室制取乙烯解析：A项，浓硝酸有强氧化性，会腐蚀橡胶塞；B项正确；量筒只能准确到0.1mL，选项C中要准确量取9.50mL水不能用量筒去量取；实验室制乙烯要求温度要达到170℃，故D项错。答案：

B2．(2009·上海)下列实验装置不适用于物质分离的是(

)解析：本题考查实验基本操作，解答时要联系常见混合物的分离方法来分析，较易。A装置可用来分离互不相溶的液混合物；B装置可用来分离有一种易升华的固态混合物(如I2与NaCl的混合物)；C装置是层析装置，可用来分离提纯物质；若采用D装置进行物质的分离，应将温度计的水银球与蒸馏烧瓶的支管口处相平，即使这样分离得到的各组分仍是混合物，可见D装置不适用于物质的分离。答案：

D检验方法沉淀法显色法气体法含义反应中有沉淀产生或溶解反应中有颜色变化反应中有气体产生3．离子检验的常用方法有三种：下列离子检验的方法不合理的是(

)解析：

A项中

加碱生成氨气；B项中I－与Ag＋生成AgI沉淀；C项中Fe3＋与SCN－生成Fe(SCN)3，溶液显血红色；D项中Ca2＋与生成CaCO3沉淀，应是沉淀法。答案：

D4．(2008·宁夏理综)下列除去杂质的方法正确的是(

)①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏③除去CO2中少量的SO2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏A．①②

B．②④C．③④

D．②③解析：

①中正确的