2.1 第2课时 物质的检验 学案 （含答案）2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册

2.1 第2课时　物质的检验
【学习目标】
1.学会Cl-、S、C、N等离子的检验方法。
2.学会焰色反应的实验操作,能用焰色反应检验K+和Na+。
3.能设计简单的实验方案探究某些常见物质的组成成分。
【合作探究】
【学习情境】
　　痕迹检验是指运用刑事科学技术手段,发现、提取、分析、检验鉴定犯罪分子遗留在案件现场的各种痕迹物证,为侦察破案提供线索和证据。痕迹检验包括手印、足迹、工具痕迹、牙齿痕迹的检验等。手印是犯罪现场常见的痕迹之一,包括指印和掌印。人的手指、手掌遍布乳突线,乳突线上有汗孔,分泌的汗液附在皮肤表面。用手触摸物体时极易留下手印,一般不易被肉眼看出,故称无色汗液手印,又称潜在手印。由于无色手印中有汗液及污垢物质,可用物理方法和化学方法染色显现。现场发现的手印,可以作为判断犯罪人数、罪犯活动情况和罪犯个人特点的依据。
任务1　几种常见离子的检验
【新知生成】
实验探究N、Cl-、S的检验
实验操作 现象 化学方程式
取两支试管,分别加入2mL NH4Cl、(NH4)2SO4溶液,再各加入2mL NaOH溶液,加热试管,将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)靠近试管口,观察试纸颜色的变化
取两支试管,分别加入2mL NH4Cl、KCl溶液,再各滴加几滴AgNO3溶液和稀硝酸,观察实验现象
取两支试管,分别加入少量(NH4)2SO4、K2SO4溶液,再各滴加几滴稀盐酸和BaCl2溶液,观察实验现象
　　【答案】产生了有刺激性气味的气体,湿润的红色石蕊试纸变蓝　NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O,(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O　有白色沉淀生成　NH4Cl+AgNO3AgCl↓+NH4NO3,KCl+AgNO3AgCl↓+KNO3　有白色沉淀生成　(NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl,K2SO4+BaCl2BaSO4↓+2KCl
【核心突破】
典例1　下列是对某水溶液进行离子检验的方法和结论,其中正确的是(　　)。
A.某溶液与NaOH溶液共热,产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体,说明原溶液中存在N
B.向溶液中加入AgNO3溶液时,产生白色沉淀,说明原溶液中一定含有Cl-
C.向固体中加入稀盐酸,产生了无色无味的气体,证明该固体中一定含有C
D.向某溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明原溶液中可能存在Ag+或S或C等
【答案】D
【解析】A项,某溶液与NaOH溶液反应不可能产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的酸性气体;B项,与AgNO3溶液反应能产生白色沉淀的离子有Cl-、C、S、S等;C项,原溶液中也可能有HC;D项,向某溶液中加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀可能是AgCl、BaSO4、BaCO3等。
归纳总结
1.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三类:
(1)生成气体,如N等离子的检验;
(2)生成沉淀,如Cl-、S等离子的检验;
(3)显现特殊颜色,如Fe3+、Cu2+等离子的检验。
2.掌握4种离子的一般检验方法
(1)C白色沉淀无色无味气体变浑浊
(2)N气体变蓝色
(3)S无明显现象白色沉淀
(4)Cl-白色沉淀沉淀不溶
训练1　对一份稀溶液做初步分析后发现,溶液无色、澄清,其中可能含有S、Na+、C、H+、N、Cl-等离子中的若干种,然后又进行了如下分析,以确定这些离子是否大量存在。
①用pH试纸测定该溶液的酸碱性,结果pH试纸显红色。
②取2 mL该溶液用BaCl2溶液和稀硝酸进行检验,结果生成了白色沉淀。
③对②中所得的混合物充分静置后,取其澄清的液体用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验,结果又生成了白色沉淀。
(1)溶液中一定大量存在的离子是　　　　,一定不大量存在的离子是　　　　。
(2)在上述实验操作中,有错误的步骤是　　　　(填写序号)。对该错误改正的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(要作较详细的说明)。
【答案】(1)H+、S　C　(2)③　另取原溶液2 mL,用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验
【解析】 pH试纸显红色,说明溶液中有大量的H+,有H+就不能有大量的C。用BaCl2溶液和稀硝酸检验时生成了白色沉淀,说明溶液中有S。由于BaCl2溶液中含有Cl-,第③步操作是错误的,应另取原溶液进行Cl-的检验,以确定原溶液中是否存在Cl-。
任务2　认识焰色反应和现代分析仪器
【新知生成】
一、焰色反应
1.概念:许多　　　　在火焰上灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这叫作焰色反应。
2.实验:探究钠、钾的焰色反应
实验操作 实验现象
取一根洁净的铂丝(或细铁丝),用稀盐酸洗涤后放在酒精灯(或煤气灯)火焰上灼烧至无色。用铂丝蘸取少量KCl溶液,置于火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色。 火焰呈　　　
再用稀盐酸洗净铂丝,并在火焰上灼烧至无色,蘸取少量NaCl溶液,重复以上实验,观察实验现象。 火焰呈　　　
　　二、现代分析仪器
用　　　　确定物质中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素;用　　　　确定物质中是否存在某些有机原子团;用　　　　确定物质中含有哪些金属元素等。
【答案】一、1.金属或它们的化合物　2.紫色　黄色　二、元素分析仪　红外光谱仪　原子吸收光谱仪
【核心突破】
典例2　用焰色反应检验NaOH溶液中的钠元素时,在用铂丝蘸取NaOH溶液之前必须进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。确保该实验能成功进行的关键因素是　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。
【答案】将铂丝用盐酸洗涤后灼烧,反复多次,直至火焰变为无色　铂丝要洗净,避免其他离子的干扰　酒精灯芯不被污染　待测溶液的浓度不能太小(或其他合理答案)
归纳总结
1.焰色反应实验的操作顺序
2.焰色反应的注意事项
(1)焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在形式无关,如灼烧钠的化合物和钠单质时,火焰颜色均为黄色。
(2)焰色反应常用于实验室中对金属元素(主要是钠和钾)进行鉴别或鉴定。不是所有金属及其化合物灼烧时均呈现特殊颜色,如Pt、Fe灼烧时没有特殊焰色。
(3)观察钾元素的焰色反应时应透过蓝色钴玻璃,避免钠元素对其产生干扰。
(4)蘸取待测物质时使用的金属丝最好是铂丝,也可用光洁无锈的铁丝来代替。
训练2　某溶液中可能含有下列离子:Na+、S、C、HC、N、Cl-,分别取少量溶液依次进行如下实验,请根据要求填空:
(1)用pH试纸测得溶液呈酸性;
(2)加入过量Ba(OH)2溶液,无沉淀生成,经加热,逸出的气体能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
(3)加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述实验说明溶液中一定存在的离子是　　　　　　　　;一定不存在的离子是　　　　　　　　;还无法确定的离子是　　　　,为进一步确定其是否存在,需进行的实验是　　　　。
【答案】N、Cl-　C、HC、S　Na+　焰色反应
【解析】实验(1)说明溶液中不含C和HC;实验(2)说明溶液中有N,无S;实验(3)说明溶液中有Cl-;实验中无法说明溶液中是否含有Na+,Na+是否存在要通过焰色反应检验。
课堂小结
【随堂检测】
1.某物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断正确的是(　　)。
A.该物质一定是钠的化合物
B.该物质一定含钠元素
C.该物质一定是金属钠
D.该物质中一定不含钾元素
【答案】B
【解析】钠元素的焰色是黄色,钾元素的焰色是紫色,但观察钾元素的焰色时要透过蓝色钴玻璃,以滤去钠元素的黄光的干扰,做焰色反应实验时,直接观察时看到火焰呈黄色,说明肯定含钠元素,不能判断是否含钾元素。
2.实验室有三瓶失去标签的试剂,分别是Na2CO3、NaCl、AgNO3。只选择一种试剂一次就能把它们区别开来,这种试剂是(　　)。
A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.硝酸钡溶液 D.硝酸
【答案】A
3.根据下列实验操作与现象得出的结论正确的是(　　)。
选项 实验操作 现象 结论
A 向某溶液中滴加澄清石灰水 产生白色沉淀 该溶液中一定含C
B 向某溶液中加入NaOH溶液并加热 产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该溶液中一定含N
C 向某溶液中滴加硝酸银溶液 产生白色沉淀 该溶液中一定含Cl-
D 向某溶液中滴加氯化钡溶液 产生白色沉淀 该溶液中一定含S
　　【答案】B
4.有一瓶澄清的溶液,其中可能含有K+、Ba2+、Mg2+、Fe3+、Cl-、C、S,取该溶液进行以下实验:
(1)取pH试纸检验,表明溶液呈强酸性,排除　　　(填离子符号,下同)的存在。
(2)另取部分溶液逐滴加入NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐变为碱性,在滴加过程中和滴加完毕后,溶液中均无沉淀产生,则可排除　　　　的存在。
(3)取上述碱性溶液,向其中滴加Na2CO3溶液,有白色沉淀生成,可排除　　　　存在。
(4)根据以上实验事实确定:该溶液中肯定存在的离子是　　　　;可能存在的离子是　　　　,为进一步确定其他离子是否存在,应该补充的实验是(写出实验的名称、基本操作步骤和现象)　 　。
【答案】(1)C　(2)Mg2+、Fe3+　(3)S　(4)Ba2+、Cl-　K+　焰色反应;用洁净的铂丝蘸取待测液在酒精灯的火焰上灼烧,透过蓝色的钴玻璃观察,若火焰呈紫色,则说明其中含有K+,否则不含K+
【解析】由实验(1)可知溶液中有大量H+,因为C和H+不能大量共存,所以肯定溶液中没有C;由实验(2)可以肯定溶液中没有Mg2+和Fe3+;根据实验(3)可知溶液中有Ba2+,因为Ba2+和S不能共存,所以溶液中无S;根据电中性原理,溶液中一定要有阴离子,所以肯定含有Cl-。
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