课时素养评价
六 物质的检验 物质的性质和变化探究
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)
1.(2020·福州高一检测)工业用盐NaNO2有咸味,外观与NaCl相似,但NaNO2有毒,具有致癌性。鉴定NaCl的最佳方法是
( )
A.焰色反应呈黄色,加硝酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀
B.焰色反应呈紫色,加盐酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀
C.焰色反应呈黄色,加盐酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀
D.焰色反应呈紫色,加硝酸酸化的AgNO3溶液有白色沉淀
【解析】选A。Na+焰色反应呈黄色,加硝酸酸化的AgNO3有白色沉淀证明含Cl-。
2.(2020·北京市大兴区高一检测)用洁净的铂丝蘸取无色溶液,在无色灯焰上观察时看到黄色火焰,则下列有关叙述正确的是
( )
A.用铂丝做焰色反应实验,每次做完后都需要用硫酸洗涤
B.该溶液一定含有Na+,也可能含有K+
C.该溶液不含Na+,可能含K+
D.该溶液可能含Na+或K+中的一种
【解析】选B。用铂丝做焰色反应实验,每次做完后都需要用盐酸洗涤后灼烧至无色,选项A错误;钠离子的焰色反应为黄色,钾离子的焰色反应为紫色,会被钠离子的黄色所掩蔽,所以焰色反应为黄色,说明一定含Na+也可含K+,选项B正确,选项C、D错误。
3.(2020·莆田高一检测)下列根据实验现象所得出的结论中,一定正确的是( )
A.无色溶液使红色石蕊试纸变蓝,结论:溶液显碱性
B.无色溶液焰色反应呈黄色,结论:试液是钠盐溶液
C.无色溶液加入Na2CO3溶液产生白色沉淀,结论:溶液中含Ca(OH)2
D.无色溶液加入氢氧化钠溶液,加热产生的气体使红色石蕊试纸变蓝,结论:溶液中含NH3
【解析】选A。B选项中焰色反应呈黄色只能说明含有钠元素,不能说明具体的物质类别;C选项中与碳酸钠溶液反应产生白色沉淀的物质很多,常见的含有Ca2+、Ba2+等溶液均可以产生沉淀;D选项中物质与氢氧化钠溶液反应后加热产生使红色石蕊试纸变蓝的气体,原溶液可能含有NH3和N。
【补偿训练】
(双选)为确定某溶液的离子组成,进行如下实验:
①取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体;白色沉淀部分溶解。
③取上层清液继续滴加BaCl2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。
根据实验,以下推测不正确的是
( )
A.不能确定S是否存在
B.一定有C
C.一定有Cl-存在
D.一定有S
【解析】选C、D。①加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀可能是BaSO4、BaCO3、AgCl等;②继续加入稀盐酸至溶液呈酸性,白色沉淀部分溶解,并产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,气体为CO2,溶解的白色沉淀为BaCO3,原溶液中含有C;不溶解的白色沉淀为BaSO4或AgCl;③取上层清液再加入BaCl2溶液至无沉淀产生时,滴加AgNO3溶液产生白色沉淀为AgCl,①、②中BaCl2、稀盐
酸中均含Cl-,因此不能确定Cl-是否存在,也不能确定S是否存在。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
4.有一白色固体混合物,可能含有的阴、阳离子分别是
( )
阳离子
K+ Ba2+ Ag+ Mg2+ N Na+
阴离子
S S C
为了鉴定其中的离子,现进行如下实验,根据实验现象,填写下列表格:
(1)取该粉末,加水后得到无色溶液,且未嗅到气味;用pH试纸测得溶液的pH为12。
排除的离子
排除的依据
(2)向溶液中滴加盐酸溶液有无色无味气体逸出。
肯定存在的离子
判断依据
排除的离子
排除的依据
(3)尚待检验的离子及其检验方法
尚待检验的离子
检验方法
【解析】(1)因为溶液的pH为12,即溶液呈碱性,且未嗅到刺激性气味,故不存在N,又因为加水后得到的是无色溶液,说明没有沉淀生成,故不存在Ag+、Mg2+。
(2)向溶液中滴加盐酸溶液,有无色无味气体逸出,说明存在C,且没有S;因为有C,故一定没有Ba2+。
(3)经过上述两个实验,还没确定的离子有K+、Na+、S。其中K+、Na+用焰色反应检验,若火焰呈黄色,则说明有Na+,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,则说明含有K+;向溶液中加入盐酸酸化后再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成,以判断是否含有S。
答案:(1)
排除的离子
排除的依据
N、Ag+、Mg2+
由于溶液呈碱性,未嗅到刺激性气味且碱性溶液中无沉淀生成
(2)
肯定存在的离子
判断依据
C
加酸后有无色无味气体逸出
排除的离子
排除的依据
Ba2+、S
有C存在时原溶液无沉淀,酸化后逸出的气体无色无味
(3)
尚待检验的离子
检验方法
Na+、K+、S
通过焰色反应可检验Na+、K+是否存在,S可用盐酸酸化后再加入BaCl2溶液检验
一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)
5.(2020·扬州高一检测)某溶液中含有较大量的Cl-、C、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是
( )
①滴加Mg(NO3)2溶液
②过滤
③滴加AgNO3溶液
④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③
B.④②①②③
C.①②③②④
D.④②③②①
【解析】选B。根据三种离子的特性和逐一沉淀的思想,不能先滴加AgNO3,因AgNO3能沉淀三种离子,也不能先滴加Mg(NO3)2,因Mg(NO3)2能沉淀C、OH-,所以先用Ba(NO3)2沉淀C、过滤后用Mg(NO3)2沉淀OH-,再过滤,最后用AgNO3沉淀Cl-。
6.(双选)有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl混合而成,为检验它的成分做了如下实验:
①将固体混合物溶于水,搅拌后得无色透明溶液;
②往此溶液中滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀生成;
③过滤,将沉淀物置于稀硝酸中,发现沉淀全部溶解。
则该固体混合物中
( )
A.一定无Na2SO4与CuSO4
B.一定有NaCl,肯定没有Na2SO4
C.一定有Na2CO3,可能有NaCl
D.可能有CaCl2,一定没有CuSO4
【解析】选A、B。根据①得到无色溶液可知,应不含硫酸铜,根据②③可知生成的白色沉淀全为碳酸钡,故应含有碳酸钠,则一定不含氯化钙和硫酸钠,既然是混合物,故一定含有氯化钠,故A、B项正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共8分)
7.(2020·北京石景山区高一检测)对一份稀溶液作初步分析发现,溶液无色、澄清,其中可能含有S、Na+、C、Cl-、Ca2+等离子中的若干种。然后又做了如下实验,以确认这些离子是否大量存在。
①取少量该溶液加入BaCl2溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸后,沉淀部分溶解,并有气体生成。
②在实验①的溶液中再加入硝酸银溶液,结果又生成了不溶于稀硝酸的白色沉淀。
③用铂丝蘸取少量该溶液置于无色酒精灯火焰中灼烧,火焰呈黄色。
问:
(1)上述实验可以确定溶液中一定含有_____________,?
一定没有_______________。?
(2)从以上操作中,不能判断是否存在的离子是________,为了检验该离子是否存在,请你写出进一步检验的操作步骤和实验现象:__?__________________。?
(3)有同学认为实验③可以省略,你认为呢?
____________(填“可以”或“不可以”),并说明理由__?________________。?
【解析】①说明一定含有S、C,因S和钡离子反应生成的硫酸钡沉淀不溶于盐酸,而C和钡离子反应生成碳酸钡沉淀,碳酸钡沉淀能溶于盐酸并放出气体;C和Ca2+不能大量共存,故一定没有Ca2+;
②不能证明含有氯离子,因前面加入的氯化钡溶液中含氯离子;
③说明含Na+;据此解答。
根据以上分析可知原溶液中一定含Na+、S、C,一定没有Ca2+,氯离子不能确定,需进一步检验氯离子的存在。
(1)上述实验可以确定溶液中一定含有Na+、S、C,一定没有Ca2+;
(2)根据以上分析可知氯离子不能确定,需进一步取原溶液检验氯离子的存在,检验时需先排除硫酸根和碳酸根离子的干扰,则实验方案为另取少量原溶液,先加入足量的Ba(NO3)2,过滤,再向滤液中加入硝酸酸化的AgNO3,若有白色沉淀产生,则存在Cl-;
(3)根据溶液呈电中性,有阴离子存在必有阳离子存在,又因为钙离子一定不存在,故一定存在钠离子,因此实验③可以省略。
答案:(1)Na+、S、C Ca2+ (2)
Cl- 另取少量原溶液,先加入足量的Ba(NO3)2,过滤,再向滤液中加入硝酸酸化的AgNO3,若有白色沉淀产生,则存在Cl- (3)可以 溶液显电中性,有阴离子存在必有阳离子存在
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专题2 研究物质的基本方法
第一单元 研究物质的实验方法
第1课时 实验安全 物质的分离与提纯
一、化学实验安全措施
1.遵守实验室规则
走进实验室,首先要认真阅读并牢记实验室安全规则。
2.化学实验安全措施
(1)特殊化学试剂的存放方法
①易吸水、易潮解、易被氧化的物质应密封存放。
②受热或见光易分解的物质应用棕色瓶盛放,并存放在_______。
③易燃、易爆的化学试剂应_____保存,并置于冷暗处,远离电源和火源。
④剧毒化学试剂要单独专柜保存。
必备知识·自主学习
冷暗处
密封
(2)填写下列标识所对应危险化学品的类别
爆炸品
剧毒品
腐蚀品
标识
类别
_______
易燃品
氧化剂
标识
类别
_______
_______
【自主探索】
(1)实验室中如何稀释浓H2SO4?
提示:稀释浓H2SO4时,一定要将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
(2)(知识关联)若浓硫酸不慎沾到皮肤上,能用NaOH溶液中和擦洗吗?
提示:不能。因为NaOH有较强的腐蚀性,同时二者反应放出大量的热,会灼伤皮肤造成二次伤害。
(3)(情境思考)2020年全球暴发了大规模的新型冠状病毒肺炎疫情,疫情期间,酒精是常用的消毒剂。实验室酒精洒出起火应用________的方法扑灭,灭火原理是____________;房屋起火用高压水枪灭火原理是______________;釜底抽薪的灭火原理是____________。?
提示:湿抹布铺盖;隔绝空气(氧气);使可燃物的温度降到着火点以下;清除可燃物。实验室酒精洒出起火,用湿抹布铺盖,应用的原理是隔绝空气(氧气)。用高压水枪喷水灭火的原理是降低温度至可燃物的着火点以下。釜底抽薪体现的是一种常用的灭火方法,它利用的原理是清除可燃物,将锅底的柴火抽走,就没有了可燃物,起到灭火的作用。
二、过滤和结晶
1.过滤
(1)过滤实验装置如图所示,请填写图中序号所示的仪器名称。
(2)在进行过滤操作时应注意的问题
①一贴:滤纸紧贴_________;
②二低:滤纸边缘略_________边缘;液体的液面略_________的边缘;
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到_______上;玻璃棒的底端应轻
靠到_____________一侧;漏斗颈的末端应靠到_____的内壁上。
漏斗内壁
低于漏斗
低于滤纸
玻璃棒
漏斗三层滤纸
烧杯
2.结晶
(1)适用范围
若固体混合物中的两种组分都可_____水,_______随温度变化有较大差异,可利
用溶解、结晶的方法分离。
(2)两种结晶方法
①蒸发结晶:即____________________。如海水“晒盐”。
②降温结晶:先蒸发_____,形成较高温度下的_____溶液,再_____,即有晶体析
出。如硝酸钾的结晶提纯法。
溶于
溶解度
蒸发溶剂,使溶质析出
浓缩
饱和
冷却
(3)蒸发结晶实验装置如图所示,写出图中仪器名称。
【自主探索】
(1)过滤时,玻璃棒的末端是放在三层滤纸一边还是放在一层滤纸一边?
提示:放在三层滤纸一边,否则会使滤纸破损而造成过滤失败。
(2)(知识关联)过滤和蒸发操作时均使用到玻璃棒,二者的作用相同吗?
提示:不相同;过滤时玻璃棒的作用是引流,而蒸发时玻璃棒的作用是搅拌。
(3)(教材二次开发)教材中描述“分离KCl和MnO2的混合物……过滤、洗涤、干燥滤渣,即可得到MnO2”,
如何洗涤过滤后所得到的沉淀物MnO2?
提示:向过滤器里加入适量蒸馏水,使水面浸没沉淀物,待水自然滤去后,再加水洗涤,连续洗几次,直至沉淀物洗净为止。
【自主探索】
(情境思考)①实验室中用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气,从反应后的混合物中分离、回收KCl和MnO2,需要使用哪些分离方法?请简述实验方案。
提示:使用分离方法为过滤及蒸发结晶。
实验方案:加水溶解、过滤、洗涤滤渣,即得到MnO2,将滤液蒸发结晶,可得到KCl晶体。
②现有混有少量KCl的KNO3粉末,参照如图的溶解度曲线,回答下列问题:
在生产过程中,KNO3中混有少量KCl杂质,如果要在实验室中提纯KNO3晶体,应采用什么的方法(杂质仅含KCl)?写出具体的实验方案。
提示:采用降温结晶的方法。加热溶解KNO3样品,
冷却结晶,过滤得到KNO3晶体,然后洗涤晾干。
三、萃取与分液
1.利用物质在互不相溶的溶剂中_______不同,将物质从一种溶剂转移到另一种
溶剂中,从而实现分离的方法称为萃取。
2.萃取时,在液态混合物中加入的溶剂称为_______。萃取之后,一般还要使用
_____的方法将互不相溶的液体分离。在实验室中,萃取和分液通常在_________
中进行。
溶解度
萃取剂
分液
分液漏斗
3.当分液漏斗中的液体分成清晰的两层后,打开旋塞,将下层液体放出,然后关
闭旋塞,将上层液体从_____倒出。如图装置。
上口
【自主探索】
1.(思维升华)从碘水中提取碘的实验中,可以用酒精代替CCl4作萃取剂吗?
提示:不可以。尽管碘在水中和酒精中的溶解度有较大差异,但酒精与水互溶,不分层,故不能用酒精作萃取剂。
2.萃取和分液通常同时进行,有人说这其实是一种分离方法,你认为对吗?
提示:不对。萃取是从均匀的混合物中提取出某种物质,但是还存在于一个容器中。分液是把在一个容器中已经分层的两种液体分到两个容器中。
四、蒸馏
1.蒸馏实验原理
把液体加热至沸腾,使液体变为_____,再重新冷凝成_____的过程。根据混合物
各组分的沸点不同,利用蒸馏可以除去_____________________________。
蒸气
液体
易挥发、难挥发或不挥发的杂质
2.实验室制取蒸馏水
(1)如图为实验室制取蒸馏水的装置图,请指出图中序号所示各仪器的名称。
(2)实验注意事项
①蒸馏装置的连接顺序是___________________。
②蒸馏烧瓶中所盛液体体积一般应介于其容积的
～
之间,不可将溶液蒸
干。
③蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了_____________。
④冷凝管中的冷却水从_____进,从_____出。
⑤蒸馏烧瓶加热时要垫上_______。
由下到上、由左到右
防止液体暴沸
下口
上口
石棉网
【自主探索】
1.蒸馏实验中,为什么要使用温度计?应如何放置温度计?
提示:在蒸馏实验中,温度计用来测量蒸气的温度,所以温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处。
2.(情境思考)实验室有时制取蒸馏水的装置与常用蒸馏装置相比,少了温度计,请说出原因。
提示:温度计的作用是控温和显示加热范围。因为制蒸馏水是除去溶解在水中的难挥发性杂质,蒸馏出水,水的沸点恒定为100
℃,故不需要温度计。
关键能力·合作学习
知识点一 萃取和分液?
萃取、分液的操作注意事项
操作
目的
振荡过程中要不时旋开活塞放气
防止分液漏斗内部压强过大发生危险
分液时要使分液漏斗的下端管壁紧贴烧杯内壁
防止液体飞溅
待下层液体恰好流尽时及时关闭活塞
防止上层液体流出
分液时要先打开分液漏斗上口的玻璃塞
保证分液漏斗内部气压与外界相同,使液体顺利流下
上层液体从上口倒出
保证上层液体尽量少地黏附下层液体
【合作探究】
1.漏斗中有四氯化碳和水两层无色液体,请设计简单实验证明哪层液体是水层?(科学探究与创新意识)
提示:用试管取分液漏斗中适量下层液体后加入少量水,若分层,则证明下层液体为四氯化碳,上层液体为水。若不分层则下层液体为水,上层液体为四氯化碳。
2.(教材二次开发)教材中描述“常用乙醇、石油醚等作溶剂提取药材的有效成分”,
用石油醚(不溶于水,密度小于水,溶于无水乙醇)萃取滨刺芹水溶液中的中药成分时,充分振荡后,如何得到石油醚萃取液?(科学探究与创新意识)
提示:将石油醚加入盛有滨刺芹水溶液的分液漏斗中充分振荡后,将分液漏斗放置在铁架台上,静置分层,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,由于石油醚不溶于水,密度小于水,上层液体即为石油醚萃取液。
3.(情境思考)很多家庭都有如图所示的瓶子,这是把人参、枸杞、灵芝、鹿茸等中药材放在酒中进行泡制,一段时间以后倒出饮用,有舒筋活血之功效,你知道药材放在酒中泡制的原理吗?(科学探究与创新意识)
提示:泡制药酒从化学上解释实际上属于固液萃取,中药材中的有效成分在泡制过程中转移到酒精中,通过饮用药酒达到一定药效。
【典例示范】
【典例】我国药学家屠呦呦因发现青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156～157
℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35
℃,从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示:
(1)对青蒿干燥破碎后,加入乙醚的目的是________________________。?
(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、________,操作Ⅱ的名称是________
_____________。?
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是________(填字母)。?
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)青蒿素的溶解性应用。
(2)正确分析青蒿素的提取流程。
【解析】(2)操作Ⅰ是过滤,故需要的玻璃仪器还有玻璃棒、漏斗,操作Ⅱ是利用沸点不同分离乙醚和青蒿素,故操作为蒸馏。
(3)依据题干信息分析可知,A项青蒿素不溶于水,C项加入乙醚后分液得到的还是混合液,不是精品;B项,根据题中信息可知,青蒿素可溶于乙醇,故粗品中加95%的乙醇溶解后,经浓缩、结晶、过滤可以除去不溶的杂质,得到精品,故选B。
答案:(1)溶解青蒿素 (2)漏斗、玻璃棒 蒸馏 (3)B
【母题追问】(1)在用分液漏斗进行分液操作时,为使液体顺利滴下,应怎样进行具体操作?
提示:将分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔。在用分液漏斗进行分液操作时,为使液体顺利滴下,应平衡内外大气压,故应进行的具体操作是将分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔。
(2)再将分液漏斗下面的活塞拧开,使下层液体慢慢沿烧杯壁流下,分液后漏斗内剩余的液体从分液漏斗的______________(填“上口”或“下口”)倒入烧杯。?
提示:上口。分液漏斗的下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
【规律方法】
1.
萃取的三个“三”
三原则
萃取剂选择的“三原则”:
①萃取剂和原溶液中的溶剂互不相溶;
②萃取剂和原溶液中的溶剂、溶质不发生反应;
③溶质在萃取剂中的溶解度要远大于在原溶剂中的溶解度
三仪器
①分液漏斗;②烧杯;③铁架台(带铁圈)
三溶剂
常见萃取剂:①汽油;②苯;③四氯化碳
2.分液漏斗的使用和检漏方法
分液漏斗使用前必须检查是否漏液。若漏液可在活塞上涂少量凡士林。
检漏方法:在分液漏斗中注入少量的水,塞上瓶塞,倒置看是否漏水。若不漏水,正立后把瓶塞旋转180°,再倒置看是否漏水。
【素养训练】
溴与其化合物具有广泛用途,可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等。溴在自然界中没有单质状态存在。在溶解性方面,Br2与I2很相似,其稀的水溶液呈黄色。在实验室里从溴水中提取Br2和提取I2的方法相似。
回答下列问题:
(1)常用的提取方法是______________,所需试剂是______________,最主要的仪器是_________________。?
(2)若发现提取Br2后的水层还有颜色,解决该问题的方法是________。?
【解析】(1)碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且碘与四氯化碳不反应,水与四氯化碳不互溶;所以在实验室里从溴水(Br2的水溶液)中提取Br2,采用萃取的方法,萃取剂为四氯化碳,萃取最主要的仪器是分液漏斗;(2)若观察发现提取Br2以后的水还有颜色,说明水中还含有溴,需再进行萃取,直到水为无色,然后将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并起来。
答案:(1)萃取 四氯化碳 分液漏斗 (2)再进行萃取,直到水层呈无色,将每次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并
知识点二 蒸馏?
1.蒸馏实验的操作步骤
(1)检查蒸馏装置的气密性。
(2)向蒸馏烧瓶中加入待分离或提纯的液体混合物,并加入几粒碎瓷片。
(3)向冷凝管中通入冷却水。
(4)给蒸馏烧瓶加热。
(5)收集馏分。
(6)停止加热,拆卸装置。
2.蒸馏操作中的“不能”
(1)加热温度不能超过混合物中沸点最高的物质的沸点。
(2)蒸馏时加热不能过快或过慢。
①蒸馏时加热过猛,火焰太大,易造成蒸馏烧瓶局部受热,使实验数据不准确,而且馏分纯度也不高。
②加热太慢,蒸气达不到支管口处,不仅蒸馏进行得太慢,而且因温度计水银球不能被蒸气包围或瞬间蒸气中断,使得温度计的读数不规则,读数偏低。
3.蒸馏操作口诀
隔网加热冷管倾,上缘下缘两相平。
需加碎瓷防暴沸,热气冷水逆向行。
瓶中液限掌握好,先撤酒灯水再停。
【合作探究】
1.进行蒸馏操作时,应先加热烧瓶,还是先通冷却水?(科学探究与创新意识)
提示:先通冷却水,后加热烧瓶。若先加热烧瓶,蒸气不能得到充分冷凝,且冷凝器温度过高,通入冷却水时易发生炸裂事故。
2.(思维升华)在制取蒸馏水的实验中,冷却水的流向为什么是下口进上口出?(科学探究与创新意识)
提示:冷却水的流向若上进下出,可能会使冷水充不满冷凝器,下进上出时,能使冷凝器中的冷水充满且冷水的流向与气流方向相反,气流由上至下所处的温度越来越低,冷凝效果好。
3.在蒸馏过程中,加沸石或碎瓷片的作用是什么?若后来发现忘加沸石,如何操作?(科学探究与创新意识)
提示:防止液体暴沸。冷却后再补加沸石。
【典例示范】
【典例】如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图,根据图示回答下列问题。
(1)指出图中两处明显的错误:
①:________________________________________________,?
②:________________________________________________。?
(2)A仪器的名称是______,B仪器的名称是________。?
(3)实验时A中除加入少量自来水外,还需加入少量____________,
其作用是________________________________________________。?
(4)收集完蒸馏水后,是先撤酒精灯还是先停冷凝水?
________________________________________________。?
【解题指南】解答本题需要注意理解以下四个方面:
(1)仪器的连接顺序。
(2)温度计水银球的位置。
(3)冷却水的流向(进出口位置)。
(4)防暴沸的措施。
【解析】(1)蒸馏时,温度计测量的是气体的温度,而不是溶液的温度,所以温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处;其次冷却水的流向和气体的流向相反时冷却效果好,所以共计是两处错误。(2)根据仪器的结构特点可知,A是蒸馏烧瓶,B是冷凝管。(3)由于需要加热,所以需要加入碎瓷片(或沸石)以防止液体暴沸。(4)蒸馏完毕,先撤酒精灯再关冷凝水,这样产生的蒸汽可以完全冷凝变成蒸馏水。
答案:(1)①温度计水银球没有放置在蒸馏烧瓶的支管口处 ②冷却水进出口位置反了 (2)蒸馏烧瓶 冷凝管 (3)沸石(或碎瓷片) 防止加热时液体暴沸(4)先撤酒精灯
【母题追问】(1)上述蒸馏操作中常用的玻璃仪器有哪些?
提示:蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管、冷凝管。
(2)用CCl4萃取I2后得到I2的CCl4溶液,经过蒸馏才能将I2与CCl4分离,其中蒸馏后I2存在于装置的哪个位置?
提示:I2的沸点高于CCl4,蒸馏后I2存在于蒸馏烧瓶中。
【规律方法】
(1)蒸馏装置气密性的检验
连接好装置,在冷凝器的出口处接一橡胶管,并将橡胶管插入水中,将烧瓶微热,水中有气泡产生,冷却至室温,橡胶管中有水柱生成,则气密性良好。
(2)科学探究——“蒸馏”的注意事项
①蒸发与蒸馏都需加热,但意义不同。蒸发是加热使溶剂挥发而分离出溶质;蒸馏是分离互溶液体混合物。
②采用蒸馏分离混合物时,混合物成分的沸点差别越大,效果越好,一般要求大于30
℃。
(3)蒸馏的应用范围
①分离沸点相差较大的液体混合物;
②除去液体中难挥发或不挥发的杂质。
【素养训练】
蒸馏是实验室制取蒸馏水的常用方法,某化学兴趣小组研究总结得出了两个都可以制取蒸馏水的装置。如图所示:
(1)图Ⅰ中加热A时要加垫石棉网,目的是________。?
(2)图Ⅰ中冷却水的流向______________(填“正确”或“不正确”),理由是
___________________。?
(3)图Ⅱ装置也可用于少量蒸馏水的制取(加热及固定仪器略),其原理与图Ⅰ完
全相同。该装置中使用的玻璃导管较长,其作用是_______________________;?
烧杯中还应盛有的物质是_____________________________。?
【解析】(1)A、B、C分别是蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶,蒸馏烧瓶在加热时要加垫石棉网,目的是使蒸馏烧瓶受热均匀。(2)应从下口进水,上口出水,以保证水充满冷凝管,起到充分冷凝的作用。(3)图Ⅱ中玻璃导管较长,作用是使水蒸气冷凝;烧杯中加冰水冷凝效果更好。
答案:(1)使蒸馏烧瓶受热均匀
(2)不正确 冷凝效果不好,应下进上出
(3)冷凝水蒸气 冰水
【课堂小结】
三言两语话重点
(1)过滤是分离难溶性固体和液体混合物的方法,实验操作要点是“一贴,二低,三靠”。
(2)蒸发是分离可溶性固体和液体混合物的方法,操作时要用玻璃棒搅拌,以防止局部过热引起液体飞溅。
(3)可用CCl4萃取出溴水中的Br2,原理是CCl4与水互不相溶,且Br2在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
(4)蒸馏操作要注意
①温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶支管口处;
②冷凝水的流向为自下而上;
③沸石的作用是防暴沸。
课堂检测·素养达标
1.下列实验基本操作中,主要是出于实验安全考虑的是
( )
A.实验剩余的药品不能放回原试剂瓶
B.点燃可燃性气体前的验纯
C.气体实验装置在实验前进行气密性检查
D.胶头滴管不能交叉使用
【解析】选B。A、D项防止污染原试剂,B项防止可燃性气体不纯引起爆炸,C项防止漏气。
【补偿训练】
进行化学实验必须注意安全,下列操作及原理中正确的组合是( )
①点燃氢气前要检验氢气的纯度,以免发生爆炸 ②CO气体有毒,处理CO气体时可将其点燃,转化为无毒的CO2 ③在盛O2的集气瓶中进行铁丝燃烧实验时,事先在集气瓶底部铺上一层沙子 ④用氢气还原氧化铜时,先加热再通入氢气,以免浪费氢气 ⑤稀释浓硫酸的操作如图所示
A.①②③④
B.①②③
C.①②④
D.③④⑤
【解析】选B。氢气易燃易爆,点燃前必须检验其纯度,①正确;CO有毒但具有可燃性,点燃生成的CO2无毒,②正确;铁燃烧生成的Fe3O4温度很高,直接落到集气瓶底部,会导致集气瓶炸裂,③正确;氢气易燃易爆,故应先通入氢气,赶走装置中的空气,待排出的氢气纯净后,才能加热氧化铜,④错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿玻璃棒或容器内壁缓缓加入水中并用玻璃棒不断搅拌冷却,⑤错误。
2.我国明代《本草纲目》中收载药物1
892种,其中“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上…其清如水,味极浓烈,盖酒露也。”这里所用的“法”是指
( )
A.萃取
B.过滤
C.蒸馏
D.蒸发
【解析】选C。本法涉及两步变化为“液体→气体→液体”,为蒸馏过程。
3.下列分离混合物的方法中不正确的是
( )
A.从酒精和水的混合物中分离出酒精——蒸馏法
B.使浑浊的食盐水变澄清——过滤法
C.从溴水中分离出溴——分液法
D.把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离开来——蒸发结晶法
【解析】选C。溴水是溴和水形成的均匀液态混合物,可先用萃取剂(如CCl4)将溴从溴水中萃取出来,然后再进行分液。
【补偿训练】
1.下列实验操作中:①过滤;②蒸发;③溶解;④取液体试剂;⑤取固体试剂。一定要用玻璃棒的是
( )
A.①②③
B.④⑤
C.①④
D.①③⑤
【解析】选A。过滤时要用玻璃棒引流;蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,防止液体局部受热飞溅;溶解时要用玻璃棒不断搅拌,以促进物质的溶解;取液体试剂一般用量筒或胶头滴管;取固体试剂用药匙或镊子。
2.除去下列物质中混有的少量杂质(杂质不要求回收),把适用的试剂、操作方法的序号写在相应的括号内:
a.加适量盐酸、过滤 b.加适量水、过滤、蒸发
c.加适量水、过滤 d.加热(高温或灼烧)
e.加适量盐酸、蒸发 f.冷却热的饱和溶液、过滤
(1)碳酸钙中混有少量的碳酸钠
( )
(2)氯化钾粉末中混有碳酸钾
( )
(3)氧化钙中混有少量的碳酸钙
( )
(4)二氧化锰中混有少量的炭粉
( )
(5)硝酸钾中混有少量的食盐
( )
【解析】(1)碳酸钙难溶于水,而杂质碳酸钠易溶于水,因此应加适量水,充分振荡,使碳酸钠完全溶解,然后过滤,留在滤纸上的是纯净的碳酸钙,选c;(2)主体物质氯化钾和杂质碳酸钾均易溶于水,不能用过滤法分离,但碳酸钾易跟盐酸反应放出二氧化碳,留在溶液中的为氯化钾,将该溶液蒸发,即可得到氯化钾晶体,选e;(3)根据碳酸钙高温分解,能生成氧化钙和二氧化碳,CO2逸出后只剩下氧化钙,便达到了除杂提纯的目的,选d;(4)二氧化锰和炭粉均不溶于水,但炭粉易燃,因此可选用方法d;(5)硝酸钾的溶解度随温度升高明显增大,而食盐的溶解度受温度变化影响不大,因此,可选用结晶法分离除杂,若要提高硝酸钾的纯度,还可将滤纸上得到的硝酸钾晶体再结晶1～2次,结晶次数越多,纯度越高,选f。
答案:(1)c (2)e (3)d (4)d (5)f
素养新思维
4.我国海洋资源丰富,陆地海岸线长达18
000千米,海洋中拥有大量人类赖以生存的资源。某化学兴趣小组以海带为原料制取了少量碘水,并用CCl4从碘水中萃取碘再用分液漏斗分离两种溶液。其实验可分解为如下各步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中
B.把50
mL碘水和15
mL四氯化碳加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞
C.检查分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液
D.倒转漏斗振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正
E.旋开活塞,用烧杯接收下层溶液
F.从分液漏斗上口倒出上层溶液
G.将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准分液漏斗上的小孔
H.静置、分层
就此实验完成下列填空:
(1)正确的操作顺序(用上述各操作的编号字母填写):
________→________→________→A→H→________→E→F。?
(2)D步骤为什么要不时旋开活塞放气?_________________。?
(3)上述E步骤的操作中应注意:____________________。?
(4)上述G步骤操作的目的是_______________________。?
(5)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是______________。?
【解析】(1)题中给出了八个步骤,后五个步骤的顺序也已给出了其中四个:
A→H→( )→E→F,只要考虑到静置、分层后才能分液,操作顺序应为A→H→(G)→E→F。前三个步骤应为查漏→装液→振荡,即C→B→D。(2)振荡分液漏斗时,会产生气体,导致漏斗内压强过大而发生危险。(3)操作时要注意使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,防止上层液体流入烧杯中。
(4)为保证分液漏斗内液体顺利流下,在进行分液操作时应注意漏斗内部应与外界大气相连通。(5)萃取剂的选择原则应是两种溶剂不互溶,且要提取的物质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶剂中的溶解度。
答案:(1)C B D G
(2)防止分液漏斗内压强过大而发生危险
(3)使分液漏斗下端漏斗颈紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,防止上层液体流出
(4)使分液漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗里的液体顺利流出
(5)CCl4与水既不反应也不互溶,且碘在CCl4中的溶解度比在水中大得多(共68张PPT)
第2课时 物质的检验 物质的性质和变化探究
一、几种常见离子的检验
1.
的检验
(1)实例探究:取一支试管,加入2
mL
NH4Cl溶液,再加入2
mL
_____溶液,_____
试管,将_______________试纸靠近试管口:
①实验现象:观察到湿润的红色石蕊试纸_____。
②反应原理:化学方程式是____________________________。
(2)方法总结:取少量待测液,加入_____溶液,并_____,若产生_________________
_________的气体,则原溶液中含有
。
必备知识·自主学习
△
NaOH
加热
湿润的红色石蕊
变蓝
NH4Cl+NaOH====NaCl+NH3↑+H2O
NaOH
加热
使湿润的红色石蕊
试纸变蓝
2.Cl-的检验
(1)实例探究:取一支试管,加入少量KCl溶液,再滴加几滴_____溶液和_______,
现象是生成_____沉淀,该沉淀不溶于稀HNO3,反应的化学方程式为_________
_______________。
(2)方法总结:取少量待测液,加入_____溶液,产生_____沉淀,加入_______,沉淀
不溶解,则原溶液中含有Cl-。
AgNO3
稀硝酸
白色
KCl+AgNO3
====AgCl↓+KNO3
AgNO3
白色
稀硝酸
3.
的检验
(1)实例探究:取一支试管,加入少量K2SO4溶液,再滴加几滴_______和_____溶液,
生成_____沉淀,该沉淀不溶于_______,反应的化学方程式为_______________
____________。
(2)方法总结:取少量待测液,先加入___________,无现象后再滴加_____溶液,
若产生_____沉淀,则原溶液中含有
。
稀盐酸
BaCl2
白色
稀盐酸
K2SO4+BaCl2====
BaSO4↓+2KCl
过量稀盐酸
BaCl2
白色
【自主探索】
(1)检验
时,先加入BaCl2溶液,再加入稀盐酸,产生不溶于盐酸的白色沉淀,
是否一定存在
,正确的操作是什么?
提示:不一定,可能含有Ag+;正确的操作是先加入足量稀盐酸,若有白色沉淀过滤,
向滤液中加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则含有
。
(2)(情境思考)水是生命之源,人类在生活和生产活动中都离不开水。自来水出厂时余氯值不能小于0.3
mg·L-1,防止自来水管网中细菌滋生污染水质。检验自来水中的氯离子时,可先用稀盐酸酸化,再加AgNO3溶液,这种做法是否正确?
提示:不正确。因稀盐酸中含Cl-,干扰了自来水中Cl-的检验。
二、焰色反应 物质组成元素的检验
1.焰色反应
(1)定义
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。
金属或它们的化合物
(2)操作
(3)几种金属的焰色
①钠元素的焰色反应呈___色。
②钾元素的焰色反应呈___色(透过蓝色的钴玻璃观察)。
(4)应用
①检验_________的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
②利用焰色反应制节日烟火。
黄
紫
金属元素
2.现代化学分析测试元素
现代化学分析测试中常借助仪器来分析化学物质的组成。
(1)用___________确定物质中是否含C、H、O、N、S、Cl、Br等元素。
(2)用___________确定物质是否含有某些有机原子团。
(3)用_______________确定物质中含有哪些金属元素。
元素分析仪
红外光谱仪
原子吸收光谱仪
【自主探索】
1.(情境思考)利用焰色反应,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,使焰火更加绚丽多彩。烟花中发生的焰色反应是物理变化还是化学变化?
提示:焰色反应是物理变化。
2.(教材二次开发)教材中描述“根据火焰所呈现的特征颜色,可以检验金属或金属离子的存在”,如果发现某溶液的颜色反应显示黄色,则该溶液一定为钠盐溶液。这种说法是否正确?
提示:不正确。根据火焰所呈现的特征颜色是黄色,可以检验钠离子的存在,但不一定是钠盐,也可能是氢氧化钠等。
三、物质性质和变化的探究
1.
物质检验的方法
2.物质性质和变化的探究
(1)金属铝的性质
①物理性质:铝是_____色金属,熔点比氧化铝___(填“低”或“高”)。
②化学性质
a.被O2氧化:常温下,铝与空气中的氧气反应形成一层_________________,因此
铝制品具有良好的抗腐蚀性。反应的化学方程式为_________________。
银白
低
致密的氧化物薄膜
4Al+3O2====2Al2O3
b.与盐酸反应:现象为__________________________。反应的化学方程式为
________________________。
c.与氢氧化钠溶液反应:现象为铝片溶解,生成无色无味气体。反应的化学方程
式为_______________________________。
铝片溶解,生成无色无味气体
2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
(2)影响双氧水分解速率因素的探究
①加催化剂,双氧水分解速率_____;
②温度升高,双氧水分解速率_____;
③增大双氧水浓度,双氧水分解速率_____。
加快
加快
加快
【自主探索】
1.等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应,两者生成氢气的量有什么关系?
提示:产生H2的物质的量相等。
2.
(思维升华)
足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液反应,生成氢气的量有什么关系?
提示:产生H2的物质的量之比为1∶3。
3.(教材二次开发)教材中描述“通过实验探究可以进一步认识物质的性质和变化,揭示物质变化的本质和规律”。某化学小组设计了如下实验:
实验原理
2H2O2
2H2O+O2↑
实验操作
上述实验的实验现象是什么?由此实验现象得出的实验结论是什么?
提示:未加MnO2时,带余烬的木条不复燃;加入MnO2后,锥形瓶内立即产生气泡,带余烬的木条复燃。由此实验现象得出的结论是使用合适的催化剂能加快双氧水分解速率。
关键能力·合作学习
知识点一 常见离子的检验 焰色反应?
典型离子的检验方法
离子
试剂
现象
注意
沉
淀
法
Cl-
HNO3+
AgNO3
白色沉淀
先用稀HNO3酸化
稀HCl和BaCl2
白色沉淀
须先用HCl酸化
Fe3+
稀NaOH溶液
红褐色沉淀
—
离子
试剂
现象
注意
气体法
稀盐酸+石灰水
石灰水变浑浊
等也有此现象
焰色
法
Na+、
K+
铂丝+HCl
火焰为黄色、紫色
K+要透过蓝色钴玻璃观察
【合作探究】
1.(情境应用)某化学小组同学向某溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润无色酚酞试纸放在试管口,试纸不变红,则溶液中一定不存在
,该判断是否正确?为什么?(变化观念与平衡思想)
提示:不正确,检验
时,应加入浓NaOH溶液,并加热,且用湿润的红色石蕊试纸。
2.(教材二次开发)教材中描述“取一根铂丝(或细铁丝),放在酒精灯(或煤气灯)火焰上灼烧至无色……再用稀盐酸洗净铂丝”。
(1)做焰色反应实验时为什么用盐酸洗涤铂丝而不是用硫酸?(科学探究与创新意识)
提示:盐酸易挥发。
(2)作焰色反应的载体为什么用铂丝?能用别的材料代替铂丝吗?(科学探究与创新意识)
提示:因为铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色,因此常用铂丝作焰色反应的载体,其他金属,如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等灼烧时火焰也没有特殊颜色,也可以用作焰色反应的载体。
【典例示范】
【典例】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
、Na+、
、H+、
、
、Cl-等离子中的若干种。然后又做了如
下分析,以确定这些离子是否大量存在。
①用pH试纸检测溶液的酸碱性,结果pH试纸显红色。
②取2
mL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。
请回答下列问题:
(1)溶液中一定存在的离子是_______________________,一定不存在的离子是______________。?
(2)上述实验操作中,有错误的操作是(填写序号)______________。改正该错误的方法是(要做较详细的说明)?
________________________________________________________。?
(3)到目前为止,仍不能肯定溶液中是否存在的离子是______________。?
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)Cl-、
、
等常见离子的检验方法。
(2)注意H+与
、
可以反应生成二氧化碳与水。
【解析】pH试纸显红色,说明溶液显酸性,H+大量存在。溶液中有H+就不能有
和
。用BaCl2溶液和稀硝酸检验时生成了白色沉淀,说明溶液中有
。由于BaCl2溶液中含有Cl-,所以第③步操作不能确定溶液中是否含有Cl-,该操作是错误的。应另取原溶液做Cl-的检验,以确定溶液中是否存在Cl-。
答案:(1)H+、
、
(2)③ 另取原溶液2
mL,用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验
(3)Na+、
【母题追问】(1)如何进一步检验溶液中是否含有Na+?
提示:取该稀溶液少量进行焰色反应,如有黄色出现,说明含有Na+,如没有黄色出现,说明不含Na+。
(2)该溶液中是否可能含有Cu2+?
提示:不可能。含有Cu2+的水溶液为蓝色,而该溶液为无色。
【素养训练】
2019年2月19日,猪年元宵节音乐烟花晚会在亚洲最大广场大连星海广场腾空升起。焰火与“焰色反应”知识相关,回答下列问题。
(1)下列关于焰色反应的说法正确的是
( )
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
(2)下列有关焰色反应的实验操作中正确的是
( )
A.可以用铜丝或铁丝代替铂丝
B.每次实验前,铂丝要先用硫酸洗涤
C.用固体样品或配成的溶液进行实验,现象相同
D.焰色反应实验所用火焰,无论何种燃料均可
【解析】(1)A中有些非金属单质如H2、S等燃烧时火焰有颜色;C中只有观察K的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃;D中不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色(如铂、铁等)。
(2)焰色反应实验时,所用金属丝本身不能产生焰色反应,故不能用铜丝,A选项错误;实验前的金属丝应用稀盐酸洗涤而不能用稀硫酸洗涤,故B选项错误;因为焰色反应是元素的性质,无论样品是固体还是溶液,只要含有该元素,均可产生相同的现象,故C选项正确;因为有些燃料本身会产生颜色,这样对焰色反应的现象观察产生干扰,故D选项错误。
答案:(1)B (2)C
知识点二 物质检验和变化的探究原则、方法和步骤?
1.物质检验的类型
不同点
相同点
鉴定
一定要根据物质的化学性质对其组成进行全面分析,对于离子化合物而言,不仅要检出阳离子,还要检出阴离子,如鉴定某一物质是否是硫酸钾
均要根据待检物质的特征反应,选用适当的试剂和方法,准确观察反应中颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成、焰色等现象加以判定
鉴别
对两种或两种以上物质进行区别的过程
推断
通过已知实验事实,根据物质的性质进行分析、推理,确认被检验的是什么物质或什么物质可能存在,什么物质一定不存在的过程
2.物质检验的基本要求
(1)反应要有明显的现象,如颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成等。
(2)试剂易得、用量要少、方法易行、操作简单、反应条件容易达到。
(3)排除干扰物的影响:需要检验的物质中如果有干扰物存在,则需要选择试剂对干扰物进行排除;要注意多次加入不同的鉴别试剂进行检验时,应及时排除前次加入试剂可能引入的干扰物质。
如检验Cl-时,
能与Ag+结合,生成沉淀,故应加稀硝酸除去,来排除
的干扰;检验
时,
、
均能与Ba2+结合生成白色沉淀,故先加入稀盐
酸排除上述两种离子存在的可能,但不能加入稀硝酸,因硝酸能将
氧化成
。
【合作探究】
1.向某钠盐溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,能否判断该钠盐一定是碳酸钠?
提示:不能,若为碳酸氢钠也有相同的现象。
2.(教材二次开发)结合教材“物质检验的思想方法”判断出以下四种物质。
A、B、C、D分别是NaNO3、NaOH、HNO3和Ba(NO3)2四种溶液中的一种,现利用另一种溶液X,用如图所示方法可将它们依次确定。
试确定A、B、C、D、X各代表哪种溶液。
A________,B________,C________,D________,?X________。?
提示:NaOH NaNO3 Ba(NO3)2 HNO3 MgSO4。
NaNO3、NaOH、HNO3和Ba(NO3)2四种溶液中能和其他物质生成白色沉淀的只有NaOH和Ba(NO3)2两种溶液,能同时与NaOH和Ba(NO3)2两种溶液生成白色沉淀的常见物质是MgSO4,生成的沉淀是Mg(OH)2和BaSO4,Mg(OH)2能溶于HNO3,而BaSO4不溶。
【典例示范】
【典例】化学兴趣小组在实验室中发现四个标签已损坏的试剂瓶,已知四个试剂瓶中分别盛有NaNO3、Na2CO3、Na2SO4和NaCl溶液,就如何检验这四种溶液分别解答下列各题:
在四支试管中分别取四种溶液各1
mL,做下列实验。
(1)在四支试管中分别滴入足量______,出现________现象的是________,化学方程式是____。?
(2)在剩余三支试管中分别滴入_____________________,出现________现象的是________________,化学方程式是____________________________。?
(3)再取剩余两支试管对应的溶液,分别滴入________,出现________现象的是________,化学方程式是_______________________________。?
(4)三次实验中都没有明显现象的是_____________________________。?
【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面:
(1)四种物质所含阴离子的区别及检验方法。
(2)添加试剂后的反应现象。
【解析】
第一步:
第二步:另取剩余的两溶液
答案:(1)稀盐酸 气泡 Na2CO3溶液 Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ (2)BaCl2溶液 白色沉淀 Na2SO4溶液 BaCl2+Na2SO4====BaSO4↓+2NaCl (3)AgNO3溶液 白色沉淀 NaCl溶液 AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3 (4)NaNO3溶液
【母题追问】(1)四种溶液加入BaCl2溶液有白色沉淀产生的是什么溶液?
提示:Na2CO3和Na2SO4溶液
(2)四种溶液加入AgNO3溶液有白色沉淀产生的是什么溶液?
提示:Na2CO3、Na2SO4和NaCl溶液
【规律方法】
1.物质检验的两种方法
(1)物理方法:常利用物质的颜色、气味、溶解性等加以区别,如可根据颜色区分FeCl3溶液和NaCl溶液,可根据溶解性区分Na2CO3和CaCO3。
(2)化学方法:常用酸碱指示剂、点燃、加热、加试剂等方法,如区分盐酸、NaOH溶液和NaCl溶液,可用紫色石蕊溶液。
2.物质检验的一般思路
进行物质的检验时要做到原理正确、现象明显、方法简单、试剂用量少,解答物质检验有关题目时,应按“取样”、“操作”、“现象”、“结论”顺序进行描述。具体应做到:
(1)“先取样,后操作”。若是固体样品,则一般先用水溶解,配成溶液后再检验。
(2)要“各取少量溶液分别加入几支试管中”进行检验,不得在原试剂中检验。
(3)要“先现象,后结论”。例如,向Na2CO3溶液中滴加盐酸,所观察到的现象应记录为“有气泡产生”或“有无色气体放出”。
【素养训练】
草木灰具有防寒、杀菌消毒、抑制病虫害发生、促进作物茎秆健壮和增强作物抗逆性等多方面作用。
已知草木灰中含有KCl、K2SO4和K2CO3。将草木灰溶于水,过滤,得滤液。用三支试管分别取滤液少许,第一支试管中加入________,生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体,证明含有K2CO3;第二支试管中先加入少量________,再加入________溶液,生成白色沉淀,证明含有K2SO4;第三支试管中加入少量________溶液和__________溶液,生成白色沉淀,证明含有KCl。?
【解析】检验
可用稀盐酸(或其他强酸)和澄清的石灰水;检验
可先
加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液;检验Cl-可用AgNO3溶液和稀HNO3。
答案:稀盐酸 稀盐酸 BaCl2 AgNO3 稀HNO3(答案不唯一,合理即可)
【课堂小结】
三言两语话重点
待检测的物质
检验方法
碳酸盐
与稀盐酸反应,产生使澄清石灰水变浑浊的无色、无味的气体
硫酸盐
先加足量稀盐酸无现象,再加BaCl2溶液产生白色沉淀
氯化物
与AgNO3溶液反应,生成不溶于稀HNO3的白色沉淀
钠元素
焰色反应——黄色
钾元素
焰色反应——紫色(透过蓝色钴玻璃)
课堂检测·素养达标
1.(2020·保定高一检测)“脚印”、“笑脸”、“五环”等焰火让北京奥运会开幕式更加辉煌壮观,这些五彩缤纷的焰火与元素的焰色反应有关。下列说法错误的是
( )
A.观察硫酸钾的焰色应透过蓝色的钴玻璃
B.焰色反应只是金属及其化合物的性质
C.可用焰色反应来区别氯化钠溶液和氯化钾溶液
D.焰色反应一定发生化学变化
【解析】选D。钾元素隔着钴玻璃观察火焰为紫色,所以观察钾元素的焰色应透过蓝色的钴玻璃,避免钠元素的干扰,选项A正确;焰色反应是金属元素及其化合物的性质,非金属元素没有焰色反应,选项B正确;Na、K的焰色反应分别为黄色、紫色,则可以用焰色反应来区别NaCl溶液和KCl溶液,选项C正确;焰色反应不一定发生化学反应,如灼烧氯化钠时就没有发生化学反应,选项D错误。
2.(2020·威海高一检测)某无色溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀,再加稀盐
酸沉淀不消失,则下列判断正确的是
( )
A.一定有
B.一定有
C.一定有Ag+
D.一定有
或Ag+
【解析】选D。在某无色溶液中,加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不
消失,生成的沉淀可能为氯化银或硫酸钡,原溶液中可能含有Ag+或
,故选D。
【补偿训练】
对于某些离子的检验及结论一定正确的是
( )
A.加入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
B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有
C.加入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
D.加入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+
【解析】选C。A项中有可能是
、
或
;B项中可能是Ag+产生的
现象;C项中加OH-能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,一定是
;D项中
Ca2+也有此现象。
3.铝箔在酒精灯上加热至熔化的实验现象与下列性质的叙述无关的是( )
A.铝表面可形成一层氧化物保护膜
B.铝的熔点较低
C.Al2O3熔点高,酒精灯不能将其熔化
D.铝具有两性,能与酸或强碱反应
【解析】选D。铝箔在酒精灯上加热至熔化时的实验现象是铝熔化但不滴落,原因是铝在加热的条件下与空气中的氧气反应生成致密的熔点较高的Al2O3薄膜,内部低熔点的铝虽熔化但不能滴落。可见该实验的现象与D项叙述无关。
4.检验铵盐时,可将少许待测物放入试管中,然后
( )
A.加热,将湿润的红色石蕊试纸放置于试管口检验
B.加水溶解,加入酸溶液观察现象
C.加入碱溶液,加热,滴入酚酞溶液
D.加入NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
【解析】选D。铵盐受热分解生成氨气的同时,往往也会生成酸性气体,如NH4Cl、NH4HCO3等挥发性酸、不稳定酸的铵盐易分解;铵盐遇酸无明显变化;铵盐与碱溶液混合后溶液呈碱性,滴入酚酞溶液变红证明溶液中有OH-,不能证明生成了氨分子;若加热,生成的氨气逸出,使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则可说明有氨分子生成。
【补偿训练】
有5瓶白色固体试剂,分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸铵、无水硫酸铜。现只提供蒸馏水,通过下面的实验步骤即可鉴别它们。请填写下列空白:
(1)取适量固体试剂,分别加入5支试管中,加入适量蒸馏水,振荡试管,观察到的现象是____________________________,被检出的化学物质是________。?
(2)分别取未检出的溶液,向其中加入上述已检出的溶液,根据观察到的现象写出相应的化学方程式:
第1支试管中有白色沉淀生成:?_________________;?
第2支试管中有蓝色沉淀生成:?_________________。?
被检出物质的化学式分别是________、________。?
(3)鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是_________________。?
【解析】将BaCl2、NaOH、Na2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4(无水)这五种物质分别加入
蒸馏水溶解,这五种物质都能溶于水,且CuSO4溶于水后形成蓝色溶液,其他四种
物质溶于水都形成无色溶液,由此可检验出CuSO4;再将CuSO4溶液滴加到其余四
种物质的溶液中:BaCl2+CuSO4====BaSO4↓(白)+CuCl2,2NaOH+CuSO4====
Cu(OH)2↓(蓝)+Na2SO4,Na2SO4+CuSO4(不反应),(NH4)2SO4+CuSO4(不反应),从而又
可检验出BaCl2和NaOH。剩余的为Na2SO4、(NH4)2SO4,可利用浓NaOH再检验出
(NH4)2SO4,因为(NH4)2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O+2NH3↑,会产生有刺激性气味的
气体。
△
答案:(1)5种固体全部溶解,4支试管中得到无色溶液,1支试管中得到蓝色溶液 CuSO4(或硫酸铜)
(2)BaCl2+CuSO4====
BaSO4↓+CuCl2
2NaOH+CuSO4====Cu(OH)2↓+Na2SO4
BaCl2 NaOH
(3)分别另取少量未检出的溶液,向其中加入浓NaOH溶液并加热,若产生刺激性气味的气体,说明该物质是(NH4)2SO4,另一瓶为Na2SO4
素养新思维
5.
Ⅰ.实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但只有混有硫酸钠的氯化钠。某学生设计了如下方案:
如果此方案正确,那么:
(1)操作①是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?
__________________________________________________。?
(2)进行操作①后,如何判断
已除尽,方法是?____________________。?
(3)操作②的目的是____________________,为什么不先过滤后再加碳酸钠溶液?理由是__?____________________。?
Ⅱ.
向一个铝制易拉罐中充满CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布封住罐口,一会儿就可听到罐内“咔咔”地响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓起来。
(4)易拉罐变瘪的原因是?______________________________________,?
反应的化学方程式是?___________________________________________。?
(5)易拉罐又鼓起来的原因是?_____________________________________。?
【解析】Ⅰ.本题实质上是考查如何除去NaCl溶液中混有的硫酸钠,解题关键是
牢记物质提纯的原则:不增、不减、易分离、易复原。NaCl、Na2SO4均为易溶于
水的物质,要得到纯净的氯化钠溶液,可向溶液中加入BaCl2溶液,除去
,但
此过程中引入了Ba2+,故需在后续过程中把Ba2+除去,可加入Na2CO3,其中操作①
不能改为硝酸钡溶液,因硝酸盐均为易溶于水的物质,在后续过程中无法除去
。检验
是否除尽可用以下方法:取上层清液加入BaCl2溶液,若无沉淀说
明
已除尽。BaSO4、BaCO3均为不溶于水的白色沉淀,可在这两种物质沉淀完
全后进行一次过滤即可。
Ⅱ.开始时CO2溶于NaOH溶液,罐内气压减小,小于外界气压,易拉罐被压瘪。之后
铝制的易拉罐与NaOH溶液反应,产生H2,罐内压强增大,易拉罐又鼓起来。
答案:Ⅰ.
(1)否,因为改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质
,后续操作中
无法除去 (2)取上层清液加入BaCl2溶液,若无沉淀说明
已除尽 (3)除去
过量的Ba2+ 减少一次过滤操作
Ⅱ.
(4)NaOH溶液吸收CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪 CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
(5)Al表面氧化膜溶解后,Al与NaOH溶液反应产生H2:
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑课时素养评价
五 实验安全 物质的分离与提纯
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分)
1.(2020·秦皇岛高一检测)对于易燃、易爆、有剧毒的化学物质,往往会在其包装上贴上危险警告标签。下列所列物质,贴错了包装标签的是( )
【解析】选B。浓硫酸有腐蚀性,是腐蚀品,故A不符合题意;
二氧化碳不能燃烧,不是易燃气体,故B符合题意;白磷有毒,是剧毒品,故C不符合题意;硝酸铵易爆炸,是爆炸品,故D不符合题意。
2.(2020·北京房山区高一检测)规范操作是实验的基本要求。下列操作规范的是
( )
【解析】选B。转移溶液需要用玻璃棒引流,故A错误;搅拌溶液用玻璃棒顺时针搅拌,故B正确;熄灭酒精灯时要用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭,故C错误;取蒸发皿要用坩埚钳取,不能用手直接拿,故D错误。
3.(2020·邢台高一检测)下列混合物的分离或提纯操作不正确的是
( )
A.除去N2中的少量O2,可通过灼热的Cu网后,收集气体
B.除去FeCl3溶液中Fe(OH)3沉淀可以过滤
C.除去乙醇中的少量NaCl,可用蒸馏的方法
D.重结晶不能用于提纯物质
【解析】选D。Cu与氧气反应,而与氮气不反应,则通过灼热的Cu网后,收集气体可除杂,故A正确;过滤分离溶液与沉淀,则除去FeCl3溶液中Fe(OH)3沉淀可以过滤,故B正确;乙醇易挥发,则除去乙醇中的少量NaCl,可用蒸馏的分法,故C正确;重结晶可分离溶解度差异较大的可溶性固体,则重结晶能用于提纯物质,故D错误。
【补偿训练】
(双选)下列对实验操作的叙述错误的是
( )
A.用胶头滴管滴加液体时,胶头滴管可以伸入试管中
B.蒸馏时一般需在烧瓶内放一些碎瓷片
C.温度计插入液体中测量温度的同时,又用它搅拌液体
D.用10
mL的量筒可量取5.4
mL溶液
【解析】选A、C。用胶头滴管滴加液体时,胶头滴管不能伸入试管中,否则会污染滴加的试剂,A项错误;对混合液体进行加热时易产生暴沸现象,蒸馏操作中为了避免产生暴沸现象,应该在蒸馏烧瓶中加入碎瓷片,B项正确;温度计只能测量温度,不能用于搅拌液体,C项错误;10
mL量筒的精确度为0.1
mL,可以用10
mL的量筒量取5.4
mL溶液,D项正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
4.(2020·秦皇岛高一检测)混合物的分离提纯在生产生活中有着重要的意义,请根据题目要求完成下题:
已知某工业废水中含有大量FeSO4、较多的Cu2+、以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。
(1)步骤1的主要操作中需用到的玻璃仪器有
________、________、________。?
(2)步骤2中发生反应的离子方程式为?________________。?
(3)步骤3中加入的试剂X为__________。?
(4)步骤4中涉及的操作是蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、烘干。?
【解析】工业废水中含有大量FeSO4、较多的Cu2+、以及部分污泥,首先通过步骤1进行过滤除去污泥,在步骤2中加入过量的Fe,发生Fe+Cu2+Fe2++Cu,过量的Fe用稀硫酸除去,发生反应为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4·7H2O晶体。
(1)步骤1、步骤2、步骤3都为过滤操作,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;(2)在步骤2中加入过量的Fe,发生Fe+Cu2+Fe2++Cu,以制得单质Cu;(3)经步骤2后所得固体混合物为Fe和Cu的混合物,过量的Fe用稀硫酸除去;(4)最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,可得到FeSO4·7H2O晶体。
答案:(1)漏斗 玻璃棒 烧杯 (2)Fe+Cu2+Fe2++Cu (3)稀硫酸 (4)冷却结晶或降温结晶
一、选择题(本题包括1小题,共6分)
5.(2020·宁波高一检测)2019年6月17日,屠呦呦团队宣布青蒿素应用取得科研新进展。已知:青蒿素难溶于水、易溶于乙醚。实验室模拟从青蒿中提取青蒿素流程如下图,该提取过程不需要用到的仪器或装置是
( )
【解析】选B。由流程可知,研磨后乙醚浸泡,过滤除去不溶性固体,蒸馏分离出乙醚和青蒿素。研磨需要使用装置A,故A不符合题意;分液漏斗用于分液,根据流程,没有用到分液,故B符合题意;蒸馏需要使用装置C,故C不符合题意;D.过滤需要使用装置D,故D不符合题意。
二、非选择题(本题包括1小题,共14分)
6.(2020·常州高一检测)如图所示是分离混合物时常用的仪器,回答下列问题:
(1)写出仪器C、E的名称:________、________。?
(2)分离以下混合物应该主要选用上述什么仪器?(填字母序号)
①NaCl固体和泥沙:________;?
②花生油和水:________。?
(3)下列关于仪器使用的说法正确的是________。?
A.A仪器可以用酒精灯直接加热
B.B仪器可以用于向酒精灯中添加酒精
C.C仪器在放出液体时应打开上边的瓶塞
D.在实验室应用D仪器进行实验时要不断用玻璃棒搅拌
E.制蒸馏水时E仪器中水的流向是上进下出
(4)若向C装置中加入碘水和足量CCl4,充分振荡后静置,会观察到什么现象?
?________________________________。?
(5)碘单质和溴单质有相似的性质,都可以用有机溶剂萃取水溶液中的单质,若利用C仪器提取溴水中的溴单质,下列有机溶剂中不能选用的是________。?
A.汽油 B.CCl4 C.酒精 D.醋酸
【解析】(1)考查实验仪器的识别,仪器C、E的名称分别为分液漏斗、冷凝管。
(2)①分离NaCl固体和泥沙的方法为溶解、过滤和蒸发,用到的主要仪器为漏斗、蒸发皿;②分离花生油和水的方法为分液,用到的主要仪器为分液漏斗。
(3)A项,蒸馏烧瓶用酒精灯加热时必须垫石棉网,错误;B项,漏斗可以用于向酒精灯中添加酒精,正确;C项,分液漏斗在放出液体时,为保证液体顺利流出,应打开上边的瓶塞,正确;D项,在实验室进行蒸发操作时,为防止液体飞溅,要用玻璃棒不断搅拌,正确;E项,制蒸馏水时,为提高冷凝效果,冷凝管中水的流向是下进上出,错误。
(4)若向分液漏斗中加入碘水和足量CCl4,充分振荡后静置,CCl4萃取碘水中的碘,且CCl4的密度比水大,会观察到分液漏斗内液体分两层,上层液体呈无色,下层液体呈紫色。
(5)根据萃取剂的选取原则:被萃取的物质在萃取剂中的溶解度要比在水中的大,萃取剂不溶于水,萃取剂与被萃取的物质不反应,而酒精和醋酸易溶于水,不能萃取溴水中的溴。
答案:(1)分液漏斗 冷凝管 (2)①BD ②C (3)BCD (4)分液漏斗内液体分两层,上层液体呈无色,下层液体呈紫色 (5)CD
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