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2019-2020年高中化學 6.3《物質檢測方案的設計》學案 舊人教版選修 學習目標 1．總結鞏固常見陰離子和陽離子的檢驗方法，理解常見離子檢驗的化學反應原理。 2．學會物質檢驗方案的設計。 3．能夠解決有關物質檢驗的一些實際問題。 學習過程 自我探究 一．離子的檢驗 1．復習回憶 （1）物質的鑒定和鑒別有何不同？ 鑒定是指 。 鑒別是指 。 （2）．鑒別物質經常首先考慮物理方法，請?zhí)顚懴卤砜瞻? 鑒別方法 選用范圍 舉例 物 理 方 法 觀察法 嗅試法 水溶法 焰色反應法 （3）化學方法鑒別物質，利用不同的化學實驗現象將物質鑒別開，這些現象通常是指 。 2．閱讀課本（常見離子的檢驗方法），思考并回答下列問題。 （1）用堿類試劑鑒別的離有 。 （2）需要用到酸類試劑鑒別的離子有 。 （3）需要用到鹽類鑒別的離子有 。 （4）Fe2+的鑒別方法有多少種，請寫出每種方法的試劑、步驟、現象、反應式。 。 3．課本P86頁[示例3]：設計實驗，證明(NH4)2Fe (SO4)26 H2O（硫酸亞鐵銨晶體）的成份中含有Fe2+、NH4+、SO42-和H2O試自行設計方案，填寫下表空格 序號 實驗步驟 簡述實驗操作現象及注意事項（不必敘述如何組裝實驗裝置） ① 水的檢驗 ② 溶解 取少量(NH4)2Fe(SO4)26 H2O配成溶液備用 ③ 檢驗Fe2+ ④ 檢驗NH4+ ⑤ 檢驗SO42- 二：未知物的檢驗 1．物質的檢驗就是利用 。 2．[課本P88頁示例4]在某澄清，透明的淺黃色溶液中可能有下列離子K+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、Cl-。 同學們請自行設計實驗，檢驗溶液存在或可能存在的離子。 步驟 操作及注意事項 現象 結論 1 2 3 4 5 6 [課本P89頁示例5]設計實驗，鑒別NH4NO3，K2SO4，KNO3，(NH4)2SO4四種白色固體，請同學們自行設計，填寫下表（可以不填滿） 步驟 操作 現象 結論 1 2 3 4 5 設計方案的書寫格式，除了可以用表格的形式外，還可以用框圖的形式，請寫出框圖設計格式的方案。 總結與評價 【總結】 1．熟練掌握各類物質的物理性質（顔色，氣味，熔、沸點，水溶性），化學性質及相互反應的現象，尤其是一些選擇性反應與特征反應。 2．物質鑒定的關鍵在于通過分析，推理設計出合理的鑒定過程。 3．鑒定的基本原則： （1）被鑒定的物質是固體，則一般需要用蒸餾水溶解（2）待鑒定物質在實驗時應取少量；（3）要檢驗多種成份，應進行平行實驗，防止一只試管進行到底，造成前后干擾（4）由現象定結論，由特定條件下的特定現象，證明其含有特定的微粒。 【例題講解】 [例1]僅用一種試劑鑒別如下物質：苯、CCl4、NaI溶液、NaCl溶液、Na2SO3溶液，下列試劑中不能選用的是（ ） A．溴水 B．FeCl3溶液 C．酸性KMnO4 D．AgNO3溶液 [答案]D。 [分析講解]苯、CCl4都是一種非極性溶劑，但前者的密度比水小，后者的密度比水大。 溴水滴入苯中振蕩后，水中的Br2轉移到到苯層中，苯層浮在上層。溴水滴入到CCl4中振蕩后，水的Br2轉移到CCl4層中，CCl4層沉在下層。溴水滴入NaI溶液中，會置換出I2，溶液顏色變深。溴水滴入亞硫酸鈉溶液中時，Br2跟亞硫酸鈉反應，顏色褪去。溴水滴入氯化鈉溶液中，不發(fā)生化學反應，溴水稀釋。所以溴水能將五種溶液檢別開來。 FeCl3溶液滴入苯、CCl4中，可根據分層現象區(qū)分。FeCl3溶液滴入NaCl溶液中，不會產生明顯現象。FeCl3溶液NaI溶液中會生成I2。FeCl3溶液滴入Na2SO3溶液中會發(fā)生如下反應：2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+，能產生褪色、氣泡等多種現象。所以氯化鐵溶液能用于檢別五種溶液。 酸性KMnO4滴入苯和CCl4中，也可根據分層現象區(qū)分。酸性KMnO4滴入氯化鈉溶液中無明顯現象。酸性KMnO4滴入碘化鈉溶液中會生成I2，滴入亞硫酸鈉溶液中會生成硫酸鈉，都會產生明顯的實驗現象差異。所以酸性KMnO4能用于檢別五種溶液。 [注意點]從思維角度看，解答指定試劑檢驗題主要用到的是定向思維，只要分析給定試劑跟待檢物質能發(fā)生什么反應，反應中有什么現象，各種待檢物質跟試劑反應時的現象是否有明顯差異等等。有些反應的原理雖然相近，但實驗現象有明顯差異，也可以用于檢別。有些反應的原理有很大不同，但不能產生明顯差異的實驗現象，也不能用于檢別。 [例2]CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它們高溫灼燒的產物相同，以下鑒別CuS和Cu2S兩種黑色粉末的方法合理的是（ ） A．將兩種樣品分別溶于硝酸，區(qū)別所產生的氣體 B．將兩種樣品分別溶于硝酸，區(qū)別溶液的顏色 C．取兩種同質量的樣品分別在高溫灼燒，區(qū)別殘留固體的質量 D．取兩種同質量的樣品分別在高溫灼燒，區(qū)別殘留固體的顏色 [答案]C。 [分析講解]CuS和Cu2S能溶于熱的硝酸溶液中，生成氣體的種類跟硝酸的濃度、反應條件等有關，都可能產生NO、NO2、SO2等氣體，無法根據產生氣體的差異檢別。溶于熱的硝酸后都生成硝酸銅溶液，生成溶液的顏色不會有明顯差異，無法根據溶液顏色來檢別。 根據題中“高溫灼燒后產物相同”可知，無法根據高溫灼燒后的殘留固體的顏色來區(qū)別CuS、Cu2S。事實上用中學化學知識可寫出CuS、Cu2S在空氣中高溫灼燒的化學方程式： 2CuS+3O22CuO+2SO2↑ 296g 280g（反應后殘留固體的質量比反應前固體的質量?。? Cu2S+2O22CuO+SO2↑ 160g 280g（反應前后固體物質的質量保持不變） 所以，只有根據灼燒前后固體物質的質量差別來檢別CuS、Cu2S兩種物質。 [注意點]有些檢別試題要從定量、半定量角度入手分析才能找到可行的檢別方法。 【評價】 1．有四種未知溶液分別是Na2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3、FeSO4，請設計實驗檢驗四種溶液中的陰離子和陽離子。 2．有兩瓶失去標簽的物質的量濃度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，請你加以鑒別。 （1）應選擇的一種試劑是（ ）。 A．NaOH溶液 B．甲基橙試液 C．稀HCl D．澄清石灰水 （2）簡述實驗操作、現象和結論。 3．常溫下，下列各組物質不能用一種試劑通過化學反應區(qū)別的是（ ） 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瓶不同物質的溶液，它們各是Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl2、Ca(NO3)2和Ba(OH)2溶液中的一種。為了鑒別，各取少量溶液進行兩兩混合，實驗結果如表所示。表中“↓”表示生成的沉淀或微溶化合物，“—”表示觀察不到明顯變化。試回答下面問題。 （1）A的化學式是 ，G的化學式是 。判斷理由是 。 （2）寫出其余幾種物質的化學式。B： ，C： ，D： ，E： ，F： 。 答案 1．（1）給四種末知溶液編號。用四支試管分別取四種溶液各1ml。用潔凈的鉑絲分別蘸取四種測溶液做焰色反應，火焰顯黃色的說明有鈉離子。 （2）在（1）中不顯黃色的三種溶液中各滴入5滴NaOH溶液。產生白色沉淀且迅速轉變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色，說明含有Fe2+。。 （3）在（2）只有白色沉淀的試管中，繼續(xù)滴加NaOH溶液，白色沉淀溶解說明原溶液有Al3+。。 （4）在（3）中白色沉淀不溶解的試管中再加入一定量的稀鹽酸，沉淀溶解說明原溶液含有Mg2+ （5）另用四支潔凈的試管，各取1ml原溶液。向各試管中滴加少量稀硝酸，再加適量的BaCl2溶液，產生白色沉淀，說明均含有SO42-離子。 2．（1）C （2）取等體積的兩種溶液，分別滴入鹽酸（記錄滴數）直至不產生氣體為止，所消耗鹽酸的量較多的是碳酸鈉，較少的是碳酸氫鈉。 3D。 4．（1）KCl、AgNO3。混合時只生成一種沉淀的是KCl，生成的是AgCl，所以A是KCl，G是AgNO3。