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(八)物质的检验、鉴别和除杂(提纯)
考点解密
一、命题揭秘
在初中化学学习进程中,物质的检验、鉴别和除杂(提纯)不仅是实验板块的核心内容,更是考试中的重点与难点所在。这些知识紧密关联着化学理论与实践操作,对于学生构建化学知识体系、提升综合应用能力起着关键作用。
1.知识面广
物质的检验、鉴别和除杂(提纯)相关考题如同一张细密的知识网,广泛涵盖常见单质、氧化物、酸、碱、盐等各类物质的性质,涉及气体、固体、液体不同状态物质的相关知识。在气体范畴,常考查氧气、二氧化碳等气体的特性,如氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃;二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙发生化学反应,生成碳酸钙沉淀,从而使澄清石灰水变浑浊。在固体方面,会涉及氢氧化钠易潮解、硫酸铜晶体呈蓝色等性质。液体领域,像盐酸具有挥发性,打开浓盐酸试剂瓶的瓶塞,瓶口会出现白雾;硫酸具有酸性,能与多种金属、金属氧化物等发生反应。这些知识点相互交织,要求学生必须进行全面且深入的学习与掌握。
2.综合性强
此类考题往往将物质的检验、鉴别、除杂(提纯)与物质性质、化学反应原理、实验基本操作等知识紧密融合,形成综合性较强的考查内容。例如在除杂(提纯)实验中,学生需要依据物质间的化学反应规律,结合杂质与被提纯物质的性质差异,精准选择合适的除杂(提纯)方法和试剂。这一过程不仅要求学生对物质的性质和反应有透彻的理解,还需熟练掌握诸如过滤、蒸发、结晶等实验操作技能,从而能够综合运用所学知识解决实际问题。这种综合性的考查方式,旨在检验学生知识体系的完整性和运用知识解决复杂问题的能力。
3.题型多样
选择题:常围绕物质鉴别方法的合理性选择、除杂试剂或方法的正误判断进行命题。例如,题目给出几种物质,并提供多种鉴别方法,要求学生判断哪种方法能够准确鉴别这些物质;或者给出具体的除杂方案,让学生分析该方案是否会引入新的杂质,从而判断方案的可行性。
填空题:可能要求学生填写物质检验所需的试剂、对应的实验现象或具体的除杂方法等内容。这类题目着重考查学生对基础知识的准确记忆能力,要求学生能够根据题目要求,快速且准确地回忆并填写相关知识。
实验探究题:通常会设定一个具体的物质检验、鉴别或除杂任务,要求学生设计一套完整的实验方案,并对实验过程和结果进行详细分析。这种题型难度较大,不仅需要学生具备扎实的化学知识基础,还要求学生拥有较强的综合运用能力、创新思维能力以及逻辑分析能力。
二、命题背景
1.源于教材实验
众多命题素材直接取材于教材中的典型实验,如氧气、二氧化碳的实验室制取和性质检验实验,粗盐提纯实验等。这些教材实验是化学知识的基础载体,通过对它们进行拓展和延伸,考查学生对基础实验的掌握程度以及灵活运用能力。这一命题特点提示学生,在学习过程中要高度重视教材实验,深入理解实验原理、操作步骤以及每个环节的设计意图,只有这样,才能在面对基于教材实验改编的题目时游刃有余。
2.联系生活实际
以生活中常见的物质或问题作为命题背景是化学考试的一大特色。例如,硬水和软水的鉴别、真假黄金的辨别、厨房中调味品(如食盐和纯碱)的鉴别等。这种命题方式紧密联系生活实际,充分体现了化学知识在日常生活中的广泛应用,旨在培养学生将所学化学知识应用于解决实际生活问题的能力,让学生深刻认识到化学与生活的紧密联系,增强学生学习化学的兴趣和动力。
3.结合工业生产
部分题目会涉及工业生产中的物质提纯、除杂等环节,如金属冶炼过程中除去矿石杂质、化工产品生产中提纯原料等。通过这类题目,考查学生运用化学知识解决实际工业问题的能力,使学生了解化学在工业生产中的重要地位和作用,拓宽学生的知识视野,培养学生的实践应用能力和创新思维能力,为学生未来可能从事的相关领域学习和工作奠定基础。
三、解答思路
(一)物质的检验
1、明确检验对象:首先要清晰确定需要检验的物质是什么,以及该物质中可能含有的成分。例如,检验某气体是否为二氧化碳,或检验某溶液中是否含有硫酸根离子等。只有准确明确检验目标,才能有针对性地开展后续的检验工作,选择合适的方法和试剂。
2、选择检验试剂和方法:依据物质的特性,合理选择检验试剂和方法,包括物理方法和化学方法。
(1)物理方法:利用物质特殊的物理性质,如颜色、气味、溶解性、磁性等进行检验。例如,利用磁铁检验铁粉,因为铁粉具有磁性,能够被磁铁吸引;根据溶解性的差异,用水区分碳酸钙和碳酸钠,碳酸钙难溶于水,而碳酸钠易溶于水。
(2)化学方法:根据物质的化学性质,通过观察化学反应产生的特殊现象来判断物质的存在。如用澄清石灰水检验二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,从而使石灰水变浑浊;用硝酸银溶液和稀硝酸检验氯离子,氯离子与银离子反应生成不溶于稀硝酸的氯化银白色沉淀。
3、进行实验操作:严格按照正确的实验操作步骤进行实验,在操作过程中,要特别注意试剂用量、添加顺序、反应条件等细节。例如,向待检验溶液中滴加试剂时,要用胶头滴管逐滴加入,并轻轻振荡试管,使试剂与溶液充分混合,确保反应充分进行。同时,操作过程必须严格遵守实验规范,以保证实验结果的准确性和可靠性。
4、观察实验现象并得出结论:在实验过程中,要仔细观察每一个细节,留意是否出现预期的实验现象。若出现预期现象,则证明该物质存在;若无明显现象,则说明该物质可能不存在。例如,向某溶液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸后产生白色沉淀,可得出该溶液中含有氯离子的结论。但在得出结论时,要综合考虑多种因素,避免因实验误差或干扰因素导致错误判断。
(二)物质的鉴别
1、分析物质性质差异:对待鉴别物质的物理性质和化学性质进行全面对比,深入找出它们之间的不同点。例如,鉴别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,它们都呈碱性,但氢氧化钙能与碳酸钠反应生成白色碳酸钙沉淀,而氢氧化钠与碳酸钠不发生反应;再如鉴别硬水和软水,硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物,可通过加入肥皂水,根据产生泡沫和浮渣的情况来鉴别,硬水产生的泡沫少、浮渣多,软水则产生的泡沫多、浮渣少。
2、选择鉴别方法:根据性质差异,灵活选择合适的鉴别方法,可以采用物理方法或化学方法,也可将多种方法结合使用。
(1)物理方法:包括观察颜色、闻气味、比较溶解性、溶解时的热效应、是否具有挥发性、能否被磁铁吸引等。如鉴别硫酸铜溶液和氯化钠溶液,硫酸铜溶液呈蓝色,氯化钠溶液无色,可直接通过观察颜色进行鉴别;鉴别硝酸铵、氢氧化钠和氯化钠固体,可利用它们溶解时的热效应不同,分别加水溶解,溶液温度升高的是氢氧化钠,温度降低的是硝酸铵,温度无明显变化的是氯化钠。
(2)化学方法:利用物质与特定试剂反应产生不同现象来鉴别,如利用酸碱指示剂鉴别酸和碱溶液,用稀盐酸鉴别碳酸盐和其他盐。鉴别碳酸钠和氯化钠时,分别向两种物质中加入稀盐酸,有气泡产生的是碳酸钠,无明显现象的是氯化钠。
3、设计鉴别方案:根据选择的鉴别方法,精心设计具体的实验步骤,明确试剂用量、操作顺序等关键环节。如鉴别三种无色溶液稀盐酸、氢氧化钠溶液和氯化钠溶液,可分别取少量三种溶液于三支试管中,分别滴入紫色石蕊试液,溶液变红的是稀盐酸,溶液变蓝的是氢氧化钠溶液,溶液仍为紫色的是氯化钠溶液。在设计方案时,要充分考虑实验的可行性、准确性和安全性。
4、描述鉴别过程和现象:按照设计好的方案进行实验操作,并准确、详细地描述实验操作过程、观察到的现象以及根据现象得出的结论。如“取少量待测溶液于试管中,滴加某种试剂,若出现某种现象,则该溶液为某种物质;若出现某种现象,则为另一种物质……”描述过程要规范、清晰,使用准确的化学语言,确保能够完整、准确地表达鉴别过程和结果。
(三)物质的除杂(提纯)
1、确定杂质和被提纯物质:明确混合物中需要除去的杂质以及要得到的纯净物质。例如,除去氯化钠溶液中的碳酸钠杂质,在这个情境中,氯化钠是被提纯物质,碳酸钠则是需要除去的杂质。只有清晰确定目标,才能为后续选择正确的除杂方法和试剂奠定基础。
2、分析杂质和被提纯物质性质差异:深入研究杂质和被提纯物质的性质,根据二者在物理性质和化学性质上的不同,选择合适的除杂方法和试剂。如一氧化碳中混有二氧化碳,二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应,而一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应,可利用这一性质差异,用氢氧化钠溶液除去二氧化碳。
3、选择除杂方法和试剂:遵循除杂原则选择合适的方法和试剂,除杂“三原则”为“不增、不减、易分离”,即不引入新的杂质,不减少被提纯物质的量,杂质与被提纯物质容易分离。除杂(提纯)方法涵盖物理方法和化学方法。
(1)物理方法:
①过滤:适用于分离固液混合物(其中固体不溶于液体),如在粗盐提纯实验中,可通过过滤操作除去泥沙等不溶性杂质。
②结晶:当被分离提纯的物质和杂质的溶解度随温度变化差别较大时使用,如分离氯化钠和硝酸钾的固体混合物,硝酸钾的溶解度随温度变化较大,氯化钠的溶解度随温度变化较小,可采用降温结晶法进行分离。
③蒸馏、分馏:用于分离沸点不同的液体混合物,如石油的分馏就是利用各成分沸点的差异进行分离。
④特殊性质法:利用混合物中某些物质的特殊性质进行分离,如Cu粉中混有Fe粉,可利用磁铁能吸引铁粉的特性,用磁铁吸出铁粉。
(2)化学方法:
①气化法:加入某种试剂,使杂质转化为气体而除去。如除去硫酸钠中的碳酸钠,可加入适量稀硫酸,碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,将碳酸根离子转化为二氧化碳气体除去。
②沉淀法:在混合物中加入某种试剂,使其杂质转化为沉淀,然后通过过滤除去沉淀。如除去氯化钠溶液中的硫酸钠,可加入适量氯化钡溶液,硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过滤即可除去硫酸钡沉淀。
③溶解法:将杂质用化学方法溶解。如除去C粉中的CuO,可加入适量稀硫酸,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,而碳不与稀硫酸反应,过滤后可得到碳粉。
④转化法:将杂质通过化学反应转化为被提纯物质。如除去二氧化碳中的一氧化碳,可将气体通过灼热的氧化铜,一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳。
⑤加热法:若杂质受热易分解,可通过加热的方式将杂质除去。如除去碳酸钠中的碳酸氢钠,可加热混合物,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。
⑥置换法:将杂质通过置换反应除去。如除去硫酸亚铁溶液中的硫酸铜,可加入过量的铁粉,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,再过滤除去铜和过量的铁。
⑦吸收法:将气体中的杂质用固体或液体吸收除去。如除去一氧化碳中混有的少量二氧化碳,可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳。
3、进行除杂操作:严格按照选择的除杂方法和试剂进行实验操作,在操作过程中,要密切注意反应条件、试剂用量等关键因素。如使用化学试剂除杂时,加入试剂的量要适中,避免因试剂过量引入新的杂质;若不慎加入过量试剂,必须在后续操作中设计合理的步骤将其除去。
4、检验除杂效果:除杂完成后,需要对除杂效果进行检验,判断杂质是否已被完全除尽,可通过物理方法或化学方法进行检验。如除去氯化钠溶液中的碳酸钠后,可取少量除杂后的溶液,滴加稀盐酸,若没有气泡产生,说明碳酸钠已除尽;若有气泡产生,则表明碳酸钠未除尽,需要重新进行除杂操作。
5、实验拓展:
(1)杂质转化为原物质:在除杂过程中,若能将杂质转化为原物质,则是最理想的除杂方法。例如,除去二氧化碳中的一氧化碳,通过灼热的氧化铜,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,将杂质一氧化碳转化为了原物质二氧化碳。
(2)多种杂质的除杂:当物质中含有多种杂质时,要综合考虑杂质之间的相互影响,合理安排除杂顺序。一般先除去能与多种试剂反应产生干扰的杂质,再除去其他杂质。例如,粗盐提纯(除去氯化钠中的泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸钠),先通过过滤除去泥沙,再依次加入过量的氯化钡溶液除去硫酸钠,过量的氢氧化钠溶液除去氯化镁,过量的碳酸钠溶液除去氯化钙和过量的氯化钡,最后加入适量稀盐酸除去过量的氢氧化钠和碳酸钠。
四、答题方法与技巧
1.仔细审题,明确目的:仔细阅读题目,明确是鉴别、检验还是除杂,注意题目中的限制条件(如只用一种试剂、不用其他试剂等)和特殊要求(如不能引入新杂质)。
2.原理正确,书写准确:熟记常见物质的性质和特征反应,如铜离子溶液呈蓝色,铁离子溶液呈黄色。掌握物质间的反应规律,利用酸碱盐的通性、金属活动性顺序等知识设计方案。
3.答题规范,考虑全面:描述实验现象要准确、全面,包括颜色、状态、气味、声音等变化,如“有气泡产生”“溶液由无色变为蓝色”。书写实验步骤要清晰,按“取样操作现象结论”的顺序描述。设计实验方案时,要注明试剂的名称、浓度和用量,操作方法要具体可行。规范的语言表达能够准确传达实验信息,避免因表述不规范而引起误解,有助于提高答题质量。
五、备考策略
1.夯实基础知识
(1)牢记物质性质:牢记物质性质:熟练掌握常见单质、氧化物、酸、碱、盐等物质的物理性质和化学性质,包括它们的颜色、状态、气味、溶解性、酸碱性以及相互之间的化学反应规律。如氧气具有助燃性,能支持燃烧;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;酸能与碱发生中和反应等。只有牢固掌握这些基础知识,才能在解决实际问题时做到游刃有余。
(2)理解实验原理:深入理解物质检验、鉴别、除杂实验的原理,明白为什么选择某种试剂或方法。如用硝酸钡溶液和稀硝酸检验硫酸根离子,是因为硫酸根离子能与钡离子结合生成不溶于稀硝酸的硫酸钡白色沉淀。理解实验原理有助于学生举一反三,灵活运用知识解决不同情境下的问题。
2.强化实验操作训练
(1)熟悉实验仪器和基本操作:全面了解常见实验仪器的用途、使用方法和注意事项,熟练掌握实验基本操作技能。在进行实验操作时,要严格遵守操作规程,注意操作规范和安全事项,确保实验操作的准确性和安全性。
(2)亲自动手实验:在条件允许的情况下,尽可能多地进行实验操作。通过亲自动手实验,学生能够直观地观察实验现象,深入理解实验原理,提高实验操作技能和解决实际问题的能力。在实验过程中,要认真观察、思考,积极分析实验结果,培养实验探究能力和创新思维能力。
3.多做练习题
(1)题型分类练习:针对物质检验、鉴别、除杂的不同题型,进行有针对性的分类练习。通过大量练习,熟悉各类题型的命题特点、解题思路和方法技巧,加深对知识点的理解和运用,提高解题的速度和准确率。在练习过程中,要注重总结归纳,找出不同题型的规律和特点,形成自己的解题方法。
(2)错题分析:对于做错的题目,要认真进行分析,找出错误的原因,明确自己在知识掌握、解题思路或操作方法等方面存在的问题。建立错题本,将错题整理记录下来,并注明错误原因和正确,定期复习错题,避免再次犯错。
4.总结归纳
(1)构建知识网络:将物质检验、鉴别、除杂的相关知识进行梳理和归纳,构建知识网络,使知识系统化、条理化。如将常见气体、离子的检验方法进行总结,将不同类型物质的除杂方法进行归类。
(2)总结解题规律:在做题过程中,总结解题规律和方法,如物质鉴别的一般思路和方法、除杂的原则和常用方法等。通过总结归纳,提高解题效率和准确性。
应试特训
1.下列对物质的检验、鉴别和除杂方法正确的一组是( )
选项 实验目的 实验方法
A 除去CO气体中的CO2 通入足量的氢氧化钠溶液
B 除去硫酸铜溶液中的硫酸 加入适量的氢氧化钡溶液
C 鉴别氯化铁、氢氧化钙、硝酸钠三种溶液 只用组内试剂无法鉴别
D 检验久置的烧碱溶液部分变质 先加入足量的氢氧化钙溶液,再加入无色酚酞溶液
2.下列关于物质的检验、分离、提纯、鉴别,能达到实验目的是
选项 实验目的 方法
A 检验碳酸钠溶液中是否混有氢氧化钠 取样,滴加硫酸铁溶液,观察是否有红褐色沉淀生成
B 分离碳酸钙和氯化钙的混合物 溶解、过滤、洗涤、干燥
C 除去氯化钠中的碳酸钠 加入过量的氯化钡溶液,过滤
D 鉴别NH4NO3和尿素【CO(NH2)2】 取样,加熟石灰,混合,研磨,闻气味
3.有一包白色粉末,可能含有Na2CO3、Na2SO4、K2SO4、KCl、Ba(OH)2中的一种或几种,为了探究其成分,实验过程如图所示,关于该实验的说法中,正确的是( )
A.步骤Ⅱ中沉淀不溶解,则原白色粉末一定有K2SO4,一定没有Na2CO3
B.步骤Ⅱ中沉淀全部溶解,则原白色粉末一定有Ba(OH)2、Na2CO3,可能有KCl
C.步骤Ⅱ中沉淀部分溶解,则原白色粉末一定有Ba(OH)2、Na2CO3、K2SO4
D.步骤Ⅱ中沉淀部分溶解,则原白色粉末的组成可能有3种情况.
4.化学小组同学在老师的指导下,开展了以“物质的鉴别”为主题的学习活动。
(1)活动一:气体物质的鉴别
【活动目的】鉴别空气与氧气
【操作及结论】
实验操作 实验现象 实验结论
向两种气体中分别伸入带火星的木条 木条 该气体为氧气
木条无明显变化 该气体为空气
活动二:固体物质的鉴别
【活动目的】鉴别氢氧化钠与氯化钠
【操作与结论】分别取少量固体于两个表面皿上,在空气中放置一会儿,观察到其中一种固体表面潮湿并逐渐溶解,该固体为 ,而表面无明显变化的为另一种固体。
【交流与讨论】经讨论后,小组同学认为只用水也可以鉴别两种物质,依据是:氢氧化钠溶于水,溶液温度 (填“升高”或“降低”),氯化钠溶于水,溶液温度无明显变化。
活动三:液体物质的鉴别
【活动目的】鉴别稀硫酸与碳酸钠溶液
【查阅资料】碳酸钠溶液呈碱性
【实验操作】将两种溶液编号为甲溶液、乙溶液,并分别取样于两支试管中,分别滴加稀盐酸。
【实验现象】甲溶液中无明显现象,乙溶液中有气泡产生。
【实验结论】甲溶液为 ,乙溶液为另一种溶液。
乙溶液中产生气泡的化学方程式为 。
【拓展延伸】下列物质还可以鉴别稀硫酸与碳酸钠溶液的是 (填字母)。
A.酚酞溶液 B.氧化铜 C.铜
活动感悟:在进行物质鉴别时,首先要分析物质的组成、性质等,然后选择合适的方法进行实验,实验过程中必须产生 ,最后才能达到物质鉴别的目的。
5.通过海水晾晒可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案,各步操作流程如下:
(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌,作用是 。
(2)第②步操作的目的是除去粗盐中的 (填化学式,下同),第⑥步操作的目的是除去滤液中的 。
(3)第②步与第④步不能颠倒顺序,理由是 。
(4)在第③步操作中,选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH,理由是 。
(5)实验所得精盐质量 粗盐中氯化钠质量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案解析
1.A
解析:A、二氧化碳与可溶性碱反应生成碳酸盐和水,一氧化碳不与碱反应,故除去CO气体中的CO2可以将混合气体通入可溶性的碱溶液中来除去二氧化碳,A方法正确,符合题意;B、除去硫酸铜溶液中的硫酸的实质就是除去氢离子,可以将氢离子变成铜离子,故向混合溶液中加入足量的氧化铜来除去硫酸,硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水;如加入氢氧化钡会与硫酸根反应生成硫酸钡沉淀,氢氧根和铜离子结合生成氢氧化铜的沉淀,故把硫酸和硫酸铜全部去除,不符合题意;C、氯化铁、氢氧化钙、硝酸钠三种溶液中的氯化铁溶液呈红棕色,其它为无色,可以用红棕色的氯化铁溶液去鉴别氢氧化钙和硝酸钠,而氢氧化钙与氯化铁反应有红棕色沉淀生成,而氯化铁与硝酸钠不反应,无现象,故可以用组内物质来鉴别,不外加试剂,该说法错误,不符合题意;D、久置的氢氧化钠会生成碳酸钠,鉴别碳酸钠中是否有氢氧化钠的方法是:先加入足量的氯化钙来除去碳酸钠后向滤液中滴加酚酞观看滤液是否变红色,若变色则氢氧化钠部分变质,反之全部变质。该方法错误,原因是加入氢氧化钙虽然除去了碳酸钠,但又生成了氢氧化钠,故不能鉴别原溶液中是否有氢氧化钠,故不符合题意。
故答案为:A.
2.D
解析:
A. 检验碳酸钠中是否含氢氧化钠
原理:碳酸钠和氢氧化钠均呈碱性,硫酸铁与两者反应均生成沉淀(Fe3++ 3OH-=Fe(OH)3↓),无法区分是否含NaOH,错误。
B. 分离碳酸钙和氯化钙
操作:溶解后过滤可分离碳酸钙(不溶)和氯化钙溶液,但需蒸发滤液得到氯化钙固体,选项未提蒸发,分离不完整,错误。
C. 除去氯化钠中的碳酸钠
错误原因:加入过量氯化钡虽除去碳酸钠(Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl),但引入新杂质BaCl2,错误。
D. 鉴别NH4NO3和尿素
原理:NH4NO3含铵根离子,与熟石灰混合研磨产生刺激性气味氨气:2NH4NO3+Ca(OH)2 = Ca(NO3)2 +2NH3↑+2H2O,尿素不反应,正确。
3.B
解析:白色粉末加入足量的水得到溶液和沉淀,所给物质中碳酸钠、硫酸钠、硫酸钾都能与氢氧化钡反应产生碳酸钡或硫酸钡沉淀,碳酸钡沉淀溶于盐酸,硫酸钡沉淀不溶于盐酸。A、步骤Ⅱ中沉淀不溶解,说明沉淀只有硫酸钡,则原白色粉末一定有氢氧化钡,硫酸钠和硫酸钾中至少含一种,不符合题意;B、步骤Ⅱ中沉淀全部溶解,说明沉淀只有碳酸钡,则原白色粉末一定有氢氧化钡、碳酸钠,一定没有硫酸钠、硫酸钾,可能含有氯化钾,符合题意;C、步骤Ⅱ中沉淀部分溶解,说明沉淀有碳酸钡和硫酸钡,则原白色粉末一定有氢氧化钡、碳酸钠,可能含有硫酸钠、硫酸钾中的一种或两种,不符合题意;D、步骤Ⅱ中沉淀部分溶解,则原白色粉末的组成一定有氢氧化钡和碳酸钠,硫酸钠和硫酸钾至少 含一种,氯化钾可能含有,则白色粉末组合可能有氢氧化钡、碳酸钠、硫酸钠;氢氧化钡、碳酸钠、硫酸钾;氢氧化钡、碳酸钠、硫酸钾、硫酸钠;氢氧化钡、碳酸钠、硫酸钠、氯化钾;氢氧化钡、碳酸钠、硫酸钾、氯化钾;氢氧化钾、碳酸钠、硫酸钾、硫酸钠、氯化钾6种情况,不符合题意。故答案为:B。
4.(1)复燃;氢氧化钠;升高;稀硫酸;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;AB;不同的实验现象
解析:(1)活动一:气体物质的鉴别
氧气和空气的鉴别是,向两种气体中分别伸入带火星的木条,带火星的木条复燃的就是氧气,否则是空气。
(2) 活动二: 固体的鉴别:氢氧化钠和氯化钠的鉴别。
【操作与结论】 氢氧化钠容易潮解使表面变得比较潮湿,氯化钠没有潮解性,通过实验有潮解现象的是固体是氢氧化钠。
【交流与讨论】 氢氧化钠溶于水放热,溶液温度升高;而氯化钠溶于水吸热等于放热,温度不变。
(3)活动三:液体物质的鉴别 ,稀硫酸与碳酸钠溶液 。
通过实验,向两种溶液中滴加稀盐酸有气体产生的则是碳酸钠,无现象的就是硫酸。由于甲溶液中无明显现象,乙溶液中有气泡产生, 故甲溶液为硫酸,乙溶液为另一种溶液碳酸钠。
乙溶液中产生气泡的化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
【拓展延伸】鉴别稀硫酸与碳酸钠溶液的物质还有:酚酞溶液和氧化铜。原因是碳酸钠显碱性能使酚酞变红色,而硫酸不使酚酞变色;氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,而不与碳酸钠反应。
活动感悟:在进行物质鉴别时,首先要分析物质的组成、性质等,然后选择合适的方法进行实验,实验过程中必须产生不同的实验现象,最后才能达到物质鉴别的目的。
5.(1)加快溶解速率
(2)Na2SO4;NaOH、Na2CO3
(3)过量的BaCl2无法除去
(4)引入新的杂质KCl
(5)大于
解析:粗盐中含有 MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质 。现将粗盐溶解后加入过量的氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠;步骤2的溶液中有氯化钡、氯化镁、氯化钙,加入过量的氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,除去了镁离子,那么溶液中的溶质是氯化钙、氯化钡、氢氧化钠;步骤4加入过量的碳酸钠来除去镁离子、钙离子、钡离子使其变成碳酸钡沉淀、碳酸镁沉淀、碳酸钙沉淀后过滤得到氯化钠、碳酸钠和氢氧化钠的溶液,沉淀就是氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钡沉淀、碳酸镁沉淀、碳酸钙沉淀和泥沙等不溶物。步骤6向碳酸钠、氢氧化钠和氯化钠的溶液中加入过量盐酸使其碳酸钠变成氯化钠、水和二氧化碳,氢氧化钠变成氯化钠和水;最后蒸发氯化钠和盐酸的混合溶液得到氯化钠晶体。
(1)在第①步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌,作用是加快溶解速度。
(2)第②步操作的目的是除去粗盐中的Na2SO4,第⑥步操作的目的是除去滤液中的 NaOH、Na2CO3 。
(3) 第②步与第④步不能颠倒顺序,理由是过滤的氯化钡无法除掉。
(4)在第③步操作中,选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH,理由是氯化钠中又引入新的杂质KCl。
(5)实验所得精盐质量大于粗盐中氯化钠质量,原因是在除杂的过程中不断有氯化钠产生。
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