高考化学总复习JS版10.2-研究物质的实验方法

1.能对常见的物质进行检验。2．能对常见的物质进行分离和提纯。1.利用物理方法和化学方法对常见离子及物质进行检验和鉴别。2．物质分离提纯的方法和基本操作。3．设计物质分离提纯和检验的实验方案。一、物质的别离和提纯1．物质别离、提纯的区别(1)物质的别离将混合物中的各组分 开来，获得几种的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到 的过程，又叫混合物的净化或 。别离纯洁物纯洁物除杂2．物质别离提纯的原那么在进行物质别离和提纯时，应遵循四个根本原那么：(1)不增： 。别离、提纯后的物质应是纯洁物，不能有其他物质混入其中。(2)不减： 。别离和提纯所加试剂只与杂质反响。(3)易行： 。选择别离、提纯的方法应遵循先简单后复杂的原那么，先考虑物理方法，再考虑化学方法。(4)复原： 。不能引入新的杂质别离、提纯时不减少被提纯物质的质量实验操作简单易行通过实验蒸干或加热恢复到原物质状态3．物质别离提纯的常用物理方法方法、装置适用范围注意事项把

进行分离(1)一贴：

紧贴漏斗内壁二低：滤纸低于

.液面低于

.三靠：烧杯紧靠

，玻璃棒轻靠

处，漏斗下端靠

.(2)若滤液浑浊，需

.分离

.(1)玻璃棒的作用：搅拌，防止局部温度过高造成

.(2)当有

析出时，停止加热，用余热蒸干不溶性固体与液体滤纸漏斗边缘滤纸边缘玻璃棒三层滤纸烧杯内壁重复操作液体飞溅大局部溶质溶于溶剂中的固体溶质方法、装置适用范围注意事项(1)萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来(2)分液：两种液体互不相溶，易分层(1)溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中

.(2)萃取剂与原溶剂

.(3)萃取剂与溶质

.(4)分液时，分液漏斗中的下层液体从

流出，上层液体从

倒出根据各物质被吸附的性能不同将层析纸下端浸入合适的

中大不相溶不反响下口上口溶剂方法、装置适用范围注意事项

相差较大的液体混合物(1)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的

处(2)蒸馏烧瓶中要加

.(3)冷凝管水流方向应为“”某种组分易升华的混合物，利用物质易升华的性质在加热条件分离的方法应与物质的分解变化区分，如NH4ClNH3↑＋HCl↑沸点支管口沸石(碎瓷片)下进上出二、常见物质的检验1．常见阳离子的检验(1)常规检验法①用NaOH溶液能检验出Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH4＋。②焰色反响用焰色反响可检验出溶液中的K＋和Na＋。〔2〕特殊检验法2．常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验思考：(1)参加BaCl2溶液后生成白色沉淀，再参加稀盐酸沉淀不消失，能否判断溶液中存在SO42－？(2)参加BaCl2溶液后生成白色沉淀，再参加稀硝酸酸化，沉淀不消失，能否判断溶液中存在SO42－？提示：(1)不能，假设溶液中存在Ag＋，也有相同的现象发生。(2)不能，假设溶液中存在SO32－、Ag＋，也有相同的现象发生。3．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火星的木条.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

火焰，烧杯里有水雾生成NH3①用湿润的红色石蕊试纸检验

.②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.SO2在洁净的试管里加入5mL品红溶液，再通入待检气体品红溶液

，加热后

.CO2通入澄清石灰水中石灰水

，继续通入后

.Cl2用湿润的KI－淀粉试纸靠近集气瓶口

.木条复燃淡蓝色变蓝色生成白烟褪色红色复原变浑浊变澄清试纸变成蓝色1．(2021年海口模拟)以下仪器常用于物质别离的是()A．①③⑤ B．②③⑤C．②④⑤ D．①②⑥答案：B2．对于某些离子的检验及结论一定正确的选项是()A．参加稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，一定有CO32－B．参加氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SO42－C．参加氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，一定有NH4＋D．参加碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2＋答案：C3．以下制取、检验、提纯或保存物质的方法可行的是()①向某溶液中参加KSCN溶液检验该溶液是否含有Fe3＋②用植物油、NaOH溶液制取肥皂③向FeCl3饱和溶液中滴加NaOH溶液制取Fe(OH)3胶体④用焰色反响检验K＋时须透过蓝色钴玻璃观察⑤液溴用水液封后密封保存在棕色试剂瓶中⑥向混有乙酸的乙酸乙酯中参加NaOH溶液再分液，提纯乙酸乙酯A．①③⑤⑥B．②④⑤⑥C．①②④⑤D．①③④⑥答案：C4．气体X可能含有NH3、Cl2、HBr、CO2中的一种或几种。将X通入硝酸银溶液产生不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀，假设将X通入澄清石灰水中，没有沉淀生成。那么以下有关X成分的判断正确的选项是()A．可能含有HBrB．一定不含有NH3和Cl2，可能含有CO2C．一定含有CO2D．一定含HBr，可能含有CO2和Cl2答案：B5．物质的别离是化学研究中常用的方法，填写以下物质别离时需使用的方法名称。(1)两种互不相溶的液体的别离________________________________________________________________________。(2)固体和液体的别离________________________________________________________________________。(3)含固体溶质的溶液中除去局部溶剂________________________________________________________________________。(4)胶体中别离出可溶电解质________________________________________________________________________。(5)几种沸点相差较大的互溶液体的别离________________________________________________________________________。答案：(1)分液(2)过滤(3)蒸发(4)渗析(5)蒸馏(或分馏)要点1物质的别离和提纯的常用化学方法1．加热法混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而别离出去。例如：食盐中混有氯化铵，纯碱中混有小苏打等均可直接加热除去杂质。2．沉淀法在混合物中参加某试剂，使其中一种以沉淀形式别离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。假设使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意后加试剂能将前面所加试剂的过量局部除去，最后加的试剂不引入新的杂质。例如，加适量BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。3．转化法不能通过一次反响到达别离的目的，要经过转化为其他物质才能别离，然后再将转化物质恢复为原物质。例如：别离Fe3＋和Al3＋时，可参加过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)3和NaAlO2，过滤后，再加盐酸重新生成Fe3＋和Al3＋。注意转化过程中尽量减少被别离物质的损失，而且转化物质要易恢复为原物质。4．酸碱法被提纯物质不与酸碱反响，而杂质可与酸碱发生反响，用酸碱作除杂试剂。例如：用盐酸除去SiO2中的石灰石，用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉等。5．氧化复原法(1)对混合物中混有的复原性杂质，可参加适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质。例如：将氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中，除去FeCl2杂质。(2)对混合物中混有的氧化性杂质，可参加适当复原剂将其复原为被提纯物质。例如：将过量铁粉参加混有FeCl3的FeCl2溶液中，振荡过滤，即可除去FeCl3杂质。6．调节pH法通过参加试剂来调节溶液的pH，使溶液中某组分沉淀而别离的方法。一般参加相应的难溶或微溶物来调节。例如：在CaCl2溶液中含有FeCl3杂质，由于三氯化铁的水解，溶液是酸性溶液，就可采用调节溶液pH的方法将Fe3＋沉淀出去，为此，可向溶液中加氧化钙或氢氧化钙或碳酸钙等。7．电解法此法利用电解原理来别离、提纯物质，如电解精炼铜，将粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液为含铜离子的溶液，通直流电，粗铜及比铜活泼的杂质金属失电子，在阴极只有铜离子得电子析出，从而提纯了铜。名师解惑：除气体中的杂质可用溶液进行洗气，如除CO中的CO2，可用盛有NaOH溶液的洗气瓶；也可用固体转化法，如除CO2中的CO可通过灼热的CuO。但不能用气体转化法，如除CO2中的CO不能通过2CO+O22CO2除杂，因为O2用量不易控制，容易混入新的杂质O2。例1(2021年上海高考)除去以下括号内杂质的试剂或方法错误的选项是()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，酸性KMnO4与SO2发生氧化复原反响，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，再蒸馏使C2H5OH挥发。【答案】A【迁移应用】(即时迁移小试牛刀)1．以下物质提纯的方法正确的选项是()A．除去混在NO2气体中的NO：将气体与过量O2混合B．除去混在CO2气体中的SO2：将气体依次通过足量酸性KMnO4溶液和浓硫酸C．除去KCl溶液中的K2CO3：参加过量的BaCl2溶液后过滤D．除去乙酸中混有的乙醇：向混合液中参加生石灰后蒸馏【解析】A项氧气过量，NO2中会混有新的杂质O2，A错；B项能够得到纯洁CO2，B项正确；C项参加过量的BaCl2溶液，溶液中会混有Ba2＋，C错；D项参加生石灰会与乙酸反响，D错误。【答案】B要点2物质的检验与鉴别根据实验及现象，分析判断，确定被检的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么。1．检验方法(1)假设是固体，一般应先用蒸馏水溶解(2)假设同时检验多种物质，应将试管编号(3)要取少量溶液放在试管中进行实验，绝不能在原试剂瓶中进行检验(4)表达顺序应是：实验(操作)→现象→结论→原理(写方程式)3．鉴别题的特殊类型及方法(1)不用试剂鉴别一组物质：解题方法有特征现象法、加热法、列表优选法、逐一检出法、互滴法。①特征现象法：先借用待鉴别物质中的特殊颜色、特殊气味、挥发出雾状气体等特征现象鉴别出个别物质，再借用这种物质去鉴别其他各物质。②加热鉴别法：如果待检物质加热时能发生有特征现象的反响，如有气体放出、颜色改变、升华等，那么首先可鉴别出它。再借用这一物质去鉴别其他物质，依次类推，可到达鉴别的目的。③列表优选法(又称相互作用判断法)：不能用前两种方法鉴别的一组物质，只能利用两两反响所产生的现象判断、鉴别各物质。④逐一检出法：首先利用两种物质(或溶液)之间的特征反响鉴别出两种物质(或溶液)，再用其中的一种或两种作试剂依次鉴别出其他的物质(或溶液)。⑤互滴法化学反响原理：两种物质相互反响，量不同，那么反响产物不同，互滴时现象不同。(2)只用一种试剂鉴别一组物质：这类题多数是根据被检物质的特性，选择一种试剂能与(n－1)种被检物质分别发生作用产生不同现象到达鉴别的目的。例2(2021年浙江高考)某钠盐溶液中可能含有NO2－、SO42－、SO32－、CO32－、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7②参加盐酸，产生有色刺激性气体③参加硝酸酸化的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，在滤液中参加酸化的(NH4)2Fe(SO4)2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仅含NO2－、CO32－、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．①②④⑤ B．③④C．③④⑤ D．②③⑤【解析】③中参加硝酸酸化的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，可证明有NO2－。④中加足量BaCl2溶液产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸，可证明无SO42－和SO32－；产生不能使品红溶液褪色的气体，可证明有CO32－。应选B。【答案】B【迁移应用】(即时迁移小试牛刀)2．物质的鉴别有多种方法。以下能到达鉴别目的的是()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点燃鉴别甲烷和乙烯A．①② B．①③C．②③ D．①②③【解析】苯、溴苯不溶于水，当二者与水混合时，苯在上层，溴苯在下层，乙醇和水互溶，①能到达鉴别的目的。Ca(OH)2和NaHCO3相互滴加的反响方程式虽然不同，但现象都是生成白色沉淀，所以②达不到鉴别目的。甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙烯燃烧产生明亮的火焰，并且伴有黑烟，③能到达鉴别目的。【答案】B易错点审题不清引起错误例某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO32－、⑥SO42－中的假设干种(忽略水电离出的H＋、OH－)，依次进行以下实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象或得出的结论如表所示。步骤操作现象或结论(1)用pH试纸检验溶液的pH大于7(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置CCl4层呈橙色(3)向所得的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生以下结论正确的选项是()A．肯定含有的离子是③④⑤B．肯定没有的离子是②⑤C．可能含有的离子是①⑥D．不能确定的离子是③⑥【错因分析】对题目要求理解不透彻，限制条件被无视等造成错误。如：①对括号内的说明视而不见；②对用“化学方法鉴别〞无视；③对“依次〞还是“分别〞等词语注意不到。【正确解答】pH大于7，溶液呈碱性，可以肯定SO32－存在，同时可知Ba2＋不存在；向溶液中滴加氯水，再参加CCl4振荡，静置，CCl4层呈橙色，说明溶液中有Br－，由于参加氯水，无法确定原溶液中是否存在Cl－；参加Ba(NO3)2溶液和稀HNO3，说明溶液可能存在SO42－，那么阳离子必有Na＋。答案：D易错补练某混合气体中可能含有H2、CO、CO2、HCl、NH3和H2O(g)中的两种或多种，当混合气体依次通过：①澄清石灰水(无浑浊现象)；②氢氧化钡溶液(有浑浊现象)；③浓硫酸(无明显现象)；④灼热的氧化铜(变红)；⑤无水硫酸铜(变蓝)。对该混合气体成分的判断正确的选项是()A．一定没有CO2，肯定有H2B．一定有CO、CO2和H2O(g)C．可能有CO2、NH3、和H2O(g)D．一定有H2、CO2、HCl【解析】气体通过澄清石灰水(无浑浊现象)，但通过氢氧化钡溶液(有浑浊现象)，说明气体中含有CO2，同时有HCl存在，灼热的氧化铜(变红)说明气体可能存在H2或CO，无水硫酸铜(变蓝)说明气体中一定存在H2。【答案】D1．用石灰水、小苏打、淀粉和食醋等不能完成的实验是(

)A．碘盐中碘的检验B．暖瓶中水垢的除去C．食盐和纯碱的鉴别D．鸡蛋壳主要成分的检验解析：A项中要检验碘盐中的碘，先要加复原剂将碘酸根离子复原成碘单质，才能用淀粉检验。而题目所给的物质中没有作复原剂的物质，故A项错误。答案：A2．(2021年天津卷)以下鉴别方法可行的是()A．用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋和Ag＋B．用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl－、SO42－和CO32－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：此题考生可用排除法来解答。氨水参加到含有Al3＋或Mg2＋的溶液中均有白色沉淀生成，A项不可行；Ba(NO3)2溶液参加到含SO42－或CO32－溶液中均有白色沉淀生成，B项不可行；CH3CH===CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO均可使KMnO4酸性溶液褪色，D项不可行。答案：C3．(2021年浙江卷)以下关于实验原理或操作的表达中，不正确的选项是()A．从碘水中提取单质碘时，不能用无水乙醇代替CCl4B．可用新制的Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中存在的甘油C．纸层析实验中，须将滤纸上的试样点浸入展开剂中D．实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇，可采用先加生石灰，过滤后再蒸馏的方法解析：A中无水乙醇与水互溶，无水乙醇不能作为萃取剂来萃取碘水中的碘；B中新制的Cu(OH)2悬浊液遇甘油会溶解，并产生绛蓝色溶液，能检验牙膏中是否含有甘油；C中纸层析实验，不能将滤纸上的试样点浸入展开剂中，否那么试样会溶解在展开剂中；D中除去乙酸用碱性氧化物，CaO还能吸水，过滤后利用乙醇沸点低的原理进行蒸馏可得到纯洁的乙醇。答案：C4．(2021年广东理基)以下除去杂质的方法正确的选项是()A．除去CO2中混有的CO：用澄清石灰水洗气B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加过量盐酸后，过滤、洗涤C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：参加过量铁粉，过滤D．除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤解析：除去CO2中混有的CO，应将气体通过灼热的CuO，A选项错误；盐酸与BaCO3反响，而不与BaSO4反响，B选项错误；除去Cu粉中混有的CuO，参加的稀硝酸与Cu和CuO均反响，D选项错误，其正确的操作是向混合物中参加适量的稀盐酸，过滤、洗涤。答案：C5．(2021年海南卷)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()A．通入二氧化碳气体B．参加氢氧化钡溶液C．参加澄清石灰水D．参加稀盐酸解析：此题考查碳酸氢钠溶液中杂质碳酸钠的除去方法，意在考查考生运用化学方法除去性质相近物质的能力。A项，正确，通入二氧化碳可将碳酸钠转变为碳酸氢钠；B项，参加氢氧化钡溶液，碳酸钠和碳酸氢钠均与之反响产生碳酸钡沉淀，不正确；C项，参加澄清石灰水，碳酸氢钠和碳酸钠均可以反响生成碳酸钙沉淀；D项，参加稀盐酸，碳酸钠和碳酸氢钠均反响，且会生成氯化钠，故不可以。答案：A6．可用于别离或提纯物质的方法有：A．分馏B．盐析C．过滤D．蒸发浓缩冷却结晶E．升华F．渗析G．电解H．加热分解I．蒸馏J．灼热氧化如欲别离或提纯以下各组混合物，请选择上述方法中最适宜者，并将相应字母填入题后空格内：(1)从石油中别离出汽油和煤油等成分________________________________________________________________________；(2)除去淀粉溶液中的少量碘化钠________________________________________________________________________；(3)从油脂皂化反响后的混合液中别离出高级脂肪酸钠和甘油________________________________________________________________________；(4)除去粗铜中锌、银等金属________________________________________________________________________；(5)除去水中的Na＋、SO42－、Cl－等杂质________________________________________________________________________；(6)除去KNO3晶体中混有的少量NaCl________________________________________________________________________。解析：(1)汽油和煤油的沸点不同，可用分馏法。(2)淀粉溶液为胶体，不能透过半透膜，而NaI可透过半透膜，用渗析法。(3)油脂皂化后应用盐析的方法使高级脂肪酸钠和甘油充分别离。(4)电解法可除去粗铜中的锌、银。(5)蒸馏法可除去水中的可溶性杂质。(6)利用KNO3和NaCl溶解度受温度影响不同，可用冷却结晶法，但还得通过过滤操作得到KNO3晶体。答案：(1)A