2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第十章第31讲物质的检验分离和提纯

第31讲物质的检验、分离和提纯一、物质的检验1．常见阳离子的检验常见阳离子试剂或方法实验现象Na＋焰色反应eq\o(□,\s\up2(01))黄色火焰K＋焰色反应eq\o(□,\s\up2(02))紫色火焰(透过eq\o(□,\s\up2(03))蓝色钴玻璃)Mg2＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up2(04))白色沉淀，eq\o(□,\s\up2(05))不溶于过量的强碱Al3＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up2(06))白色沉淀，eq\o(□,\s\up2(07))溶于过量的强碱Fe2＋①NaOH溶液①eq\o(□,\s\up2(08))白色沉淀→灰绿色→eq\o(□,\s\up2(09))红褐色②先加KSCN溶液，再加氯水②先无明显现象，再变eq\o(□,\s\up2(10))血红色Fe3＋①NaOH溶液①生成eq\o(□,\s\up2(11))红褐色沉淀②KSCN溶液②溶液呈eq\o(□,\s\up2(12))红色③苯酚溶液③溶液呈eq\o(□,\s\up2(13))紫色Cu2＋NaOH溶液eq\o(□,\s\up2(14))蓝色沉淀Ag＋①含Cl－的溶液，稀硝酸①eq\o(□,\s\up2(15))白色沉淀，不溶于稀硝酸②稀氨水②先生成eq\o(□,\s\up2(16))白色沉淀，然后沉淀溶解Ba2＋稀硫酸或可溶性的硫酸盐溶液eq\o(□,\s\up2(17))白色沉淀NHeq\o\al(＋,4)NaOH溶液加热,产生使湿润的红色石蕊试纸eq\o(□,\s\up2(18))变蓝的气体2．常见阴离子的检验常见阴离子试剂或方法现象Cl－硝酸银溶液与稀HNO3eq\o(□,\s\up2(01))白色沉淀，eq\o(□,\s\up2(02))不溶于稀硝酸Br－硝酸银溶液与稀HNO3eq\o(□,\s\up2(03))浅黄色沉淀，eq\o(□,\s\up2(04))不溶于稀硝酸氯水和四氯化碳溶液分层，下层为eq\o(□,\s\up2(05))橙红色I－硝酸银溶液与稀HNO3eq\o(□,\s\up2(06))黄色沉淀，eq\o(□,\s\up2(07))不溶于稀硝酸氯水和四氯化碳溶液分层，下层为eq\o(□,\s\up2(08))紫色氯水和淀粉溶液淀粉溶液变成eq\o(□,\s\up2(09))蓝色SOeq\o\al(2－,4)先加盐酸，再加氯化钡溶液开始eq\o(□,\s\up2(10))无现象，后产生eq\o(□,\s\up2(11))白色沉淀SOeq\o\al(2－,3)先加氯化钡溶液，再加稀盐酸，生成的气体通入品红溶液先eq\o(□,\s\up2(12))沉淀，后eq\o(□,\s\up2(13))溶解，品红溶液eq\o(□,\s\up2(14))褪色COeq\o\al(2－,3)先加氯化钡溶液，再加稀盐酸，生成的气体通入澄清石灰水先eq\o(□,\s\up2(15))沉淀，后eq\o(□,\s\up2(16))溶解，产生无色无味气体，澄清石灰水变eq\o(□,\s\up2(17))浑浊HCOeq\o\al(－,3)开始无现象，后产生无色无味气体，澄清石灰水变eq\o(□,\s\up2(18))浑浊SiOeq\o\al(2－,3)稀HCl产生eq\o(□,\s\up2(19))白色胶状沉淀AlOeq\o\al(－,2)稀HCl先eq\o(□,\s\up2(20))生成白色沉淀，后eq\o(□,\s\up2(21))溶解3．常见气体的检验气体检验方法有关反应的方程式或说明Cl2使湿润的淀粉碘化钾试纸变eq\o(□,\s\up2(01))蓝eq\o(□,\s\up2(02))2KI＋Cl2=2KCl＋I2(淀粉遇I2变蓝)NH3①能使湿润的红色石蕊试纸变eq\o(□,\s\up2(03))蓝②用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近，产生eq\o(□,\s\up2(04))白烟①NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－②NH3＋HCl=NH4ClSO2使品红溶液褪色，加热，又变红色SO2有eq\o(□,\s\up2(05))漂白性CO2①能使燃着的木条熄灭；②能使澄清的石灰水变浑浊Ca2＋＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2ONO无色气体，在空气中变为eq\o(□,\s\up2(06))红棕色eq\o(□,\s\up2(07))2NO＋O2=2NO2NO2①eq\o(□,\s\up2(08))红棕色、有刺激性气味的气体；②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③溶于水后生成eq\o(□,\s\up2(09))无色气体和eq\o(□,\s\up2(10))无色溶液eq\o(□,\s\up2(11))3NO2＋H2O=2HNO3＋NO二、物质的分离和提纯1．物质分离、提纯的区别(1)物质的分离将混合物的eq\o(□,\s\up2(01))各组分分离开来，获得几种eq\o(□,\s\up2(02))纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的eq\o(□,\s\up2(03))杂质除去而得到eq\o(□,\s\up2(04))纯净物的过程，又叫物质的净化和eq\o(□,\s\up2(05))除杂。2．物质分离、提纯常用的物理方法续表3．物质分离、提纯常用的化学方法方法原理杂质成分沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Ba2＋、Ca2＋、Fe3＋、Ag＋气化法将杂质离子转化为气体COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、S2－、NHeq\o\al(＋,4)杂转纯法将杂质转化为需要提纯的物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)续表方法原理杂质成分氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2热分解法加热使不稳定的物质分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O31．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)能使品红褪色的气体一定是SO2。(×)错因：使品红褪色的气体还有Cl2等。(2)使湿润的淀粉­KI试纸变蓝的气体一定是Cl2。(×)错因：使湿润的淀粉­KI试纸变蓝的气体还有NO2、O3等。(3)某溶液做焰色反应时呈黄色，该溶液中一定只含Na＋，不含K＋。(×)错因：焰色反应呈黄色的溶液中一定含Na＋，但不一定不含K＋，因黄色能掩盖K＋的焰色——紫色。(4)除去SO2中的少量HCl，可将混合气体通过饱和Na2SO3溶液。(×)错因：Na2SO3溶液能吸收SO2，生成NaHSO3。(5)FeCl2溶液中混有FeCl3可加入铜粉除去。(×)错因：FeCl3与Cu生成CuCl2(杂质)。(6)某溶液中加入HNO3酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，则溶液中一定含SOeq\o\al(2－,4)。(×)错因：SOeq\o\al(2－,3)能被HNO3氧化为SOeq\o\al(2－,4)。2．教材改编题(据人教必修一P10T7)下列鉴别方法可行的是()A．滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口检验溶液中是否含有NHeq\o\al(＋,4)B．用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl－、SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)C．通入少量Cl2后，溶液变为棕黄色，再加入淀粉溶液后，溶液变蓝，说明有I－D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，说明有Ca2＋答案C考点eq\a\vs4\al(一)物质的检验和鉴别[解析]装置②的作用是检验产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应为无水硫酸铜，A错误；装置③用于检验产物中是否有SO3气体生成，若存在，则装置③中会产生白色沉淀，并可用盐酸除去NH3，B正确；取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液，溶液变红色，则①中固体残留物中也可能含有Fe3O4，不一定有Fe2O3，C错误；若分解产物中有NH3，则氨气被装置③吸收，装置⑤不可能收集到氨气，D错误。[答案]B1．物质的检验(1)物质检验的基本原则和方法物质检验的“三原则”：一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为四类：①生成气体，如NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)的检验；②生成沉淀，如Cl－、SOeq\o\al(2－,4)的检验；③显现特殊颜色，如Fe3＋、苯酚的检验；④焰色反应：如Na＋、K＋的检验。(2)物质检验的一般思路和程序如固态物质的检验程序：2．物质的鉴别与鉴定的区别(1)鉴别与鉴定的区别①鉴别——对两种或两种以上的物质进行定性辨别。方法：根据一种物质的某些性质区别于另一种或另几种物质。②鉴定——对于一种物质的定性检验。方法：根据物质的化学特性，分别检出阳离子、阴离子或组成元素，鉴定实验要比鉴别实验更全面，更复杂。(2)物质鉴别的方法(3)鉴定和鉴别物质的注意事项①不能原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂会污染，所以要有“取少许”字样。②不能“指名道姓”：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。1．下列实验可实现鉴别目的的是()A．用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2B．用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2C．用CO2鉴别NaAlO2溶液和CH3COONa溶液D．用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液答案C2．雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下的实验：已知：3NOeq\o\al(－,3)＋8Al＋5OH－＋2H2Oeq\o(=,\s\up11(△))3NH3↑＋8AlOeq\o\al(－,2)根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是()A．试样中肯定存在NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)B．试样中一定不含Al3＋C．试样中可能存在Na＋、Cl－D．该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4答案B解析由气体1使湿润红色石蕊试纸显蓝色的现象，确定气体1为氨气，溶液中一定存在NHeq\o\al(＋,4)；由沉淀2与酸反应的现象判断其成分中一定有碳酸钡，可能存在氢氧化铝，所以B错误；由溶液2与Al/OH－反应：3NOeq\o\al(－,3)＋8Al＋5OH－＋2H2Oeq\o(=,\s\up11(△))3NH3↑＋8AlOeq\o\al(－,2)确定溶液中一定存在NOeq\o\al(－,3)；由沉淀1加酸后，沉淀部分溶解，确定其中沉淀溶解的部分为氢氧化镁，未溶解的部分为硫酸钡，所以确定溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)和Mg2＋，A正确；Na＋、Cl－无法确定是否存在，C、D正确。考点eq\a\vs4\al(二)物质的分离、提纯[解析]分离氢氧化铁胶体与FeCl3溶液，应用渗析的方法而不能使用过滤的方法，因为胶体粒子能透过滤纸，不能透过半透膜，A错误；乙醇与水互溶，不能用作萃取碘水中的碘的萃取剂，B错误；用MgCl2溶液制备无水MgCl2固体，需要在HCl氛围中加热，目的是抑制Mg2＋的水解，直接蒸发得不到无水MgCl2固体，C错误；丁醇和乙醚互溶，但丁醇分子间形成氢键，沸点较高，二者沸点相差较大，因此可用蒸馏的方法分离二者，D正确。[答案]D[解析]SO2与NaHCO3反应生成Na2SO3和CO2，从而除去SO2，A合理；加入饱和Na2CO3溶液，BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀，B合理；加NaOH会引入新的杂质NaCl，且CuCl2也会与NaOH反应生成Cu(OH)2沉淀，应加CuO调溶液pH除去Fe3＋，C不合理；HCl易溶于饱和食盐水，而Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，故可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，D合理。[答案]C1．物质分离、提纯的一般原则(1)“四原则”：不增(提纯过程中不增加新的杂质)；不减(不减少被提纯的物质)；易分离(被提纯物质与杂质容易分离)；易复原(被提纯物质转化后要易复原)。(2)“四必须”：除杂试剂必须过量；过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)；必须选最佳除杂途径；除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。2．混合物分离(提纯)物理方法的选择