實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;
(1)D物質(zhì)由黑色變?yōu)榧t色
(2)無水硫酸銅粉末放入無色透明的E中得到藍(lán)色溶液
(3)點(diǎn)燃的鎂條伸入無色無味的F中.鎂條表面生成一種灰黃色固體物質(zhì)。將該發(fā)黃色物質(zhì)放入水中,有氣體放出,該氣體具有刺激性氣味。并能使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍(lán)。通過分析回答:
l、寫出A~F的物質(zhì)名稱:
A ,B ,C ,D ,E ,F(xiàn) 。
①2KNO3 2KNO2+O2↑ ② 2Pb(NO3)2 2PbO+4NO2↑+O2↑
比較反應(yīng)式①和②,其不同之處是②中除生成O2外,還生成了NO2。這一不同又產(chǎn)生了兩個(gè)結(jié)果,一方面NO2稀釋了O2,O2僅占混合氣體的20%,而這與空氣中O2的含量相近,因而此處的O2不可能使帶火星的木條復(fù)燃;另一方面NO2本身也能使帶火星的木條復(fù)燃。因?yàn)镹O2受熱也能放出O2;2NO2=2NO+O2。
解答:上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)論在科學(xué)上是錯(cuò)誤的。由于NO2干擾了O2的檢驗(yàn),因此應(yīng)選用NaOH溶液除掉NO2后再檢驗(yàn)。
[例2] 研究某一化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示:
5.用一種試劑或不用試劑鑒別物質(zhì)
用一種試劑來鑒別多種物質(zhì)時(shí),所選用的試劑必須能和被鑒別的物質(zhì)大多數(shù)能發(fā)生反應(yīng),而且能產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。常用的鑒別試劑有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2懸濁液等。
不用其他試劑來鑒別一組物質(zhì),一般情況從兩個(gè)方面考慮:
①利用某些物質(zhì)的特殊性質(zhì)(如顏色、氣味、溶解性等),首先鑒別出來,然后再用該試劑去鑒別其他物質(zhì)。
②采用一種試劑與其他物質(zhì)相互反應(yīng)的現(xiàn)象不同,進(jìn)行綜合分析鑒別。
典型例題
[例1]為了除去粗鹽中的 Ca2+、Mg2+、SO42-及泥砂,可將粗鹽溶于水,然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作。其中正確的操作順序是()。
①過濾 ②加過量的 NaOH溶液 ③加適量鹽酸 ④加過量 NaC03溶液 ⑤加過量 BaQ溶液
A①④②⑤③ B④①②⑤③ C.②⑤④①③ D。⑤②④①③(1991年全國高考題)
分析與解答:必須了解各個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的目的,才能分清操作順序。加入過量的NaOH溶液的目的是除去Mg2+,加入過量的 BaQ溶液是為了除去SO42-,加入過量的Na2C03溶液是為了除去 Ca2+及多余的時(shí)”,然后進(jìn)行過濾,除去 Mg(OH)2、BaSO、CaC03等難溶物,然后加適量的鹽酸,除去多余的Na2C03和調(diào)節(jié)溶液的 pH值。綜上所述,正確的實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)?C.D。
[例2]列每組各有三對物質(zhì),它們都能用分液漏斗分離的是( )。
A.乙酸乙酯和水,酒精和水,苯酚和水B.二澳乙烷和水,溴苯和水,硝基苯和水
C.甘油和水,乙醇和水,乙酸和乙醇D.油酸和水,甲苯和水,已烷和水
分析與解答:兩種互不相溶,密度也不相同的液體可以用分液漏斗分離。本題中不能相淆的物質(zhì)有:
乙酸乙酯和水,二漠乙烷和水,澳苯和水,硝基本和水,油酸和水,甲苯和水,已烷和水。則能夠用分液漏斗
分離的是B.D組。正確答案為B.D。
[例3]僅用水就能鑒別的一組物質(zhì)是()。
A.苯、乙酸、四氯化碳B.乙醇、乙醛、乙酸
C乙醛、乙二醇、硝基苯以苯酚、乙醇、甘油(lop年上海市高考題)
分析與解答:物質(zhì)在水中的溶解性及溶于水時(shí)的熱效應(yīng)、液體的密度等特點(diǎn),都可以作為鑒別一組物
質(zhì)的條件。如乙酸能溶于水,與水互溶;而苯、四氯化碳難溶于水,但苯的密度比水小,而四氰化碳的密度
綜合例題
[例1]某學(xué)生根據(jù)高中課本中硝酸鉀受熱分解的實(shí)驗(yàn)操作來判斷硝酸鉛的分解產(chǎn)物之一是氧氣;將試管中的硝酸鉛加熱到熔融,把帶有火星的細(xì)木條伸進(jìn)試管口,檢驗(yàn)放出的氣體,當(dāng)發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃時(shí)該學(xué)生即斷言,硝酸鉛受熱分解有氧氣放出。請你對上述實(shí)驗(yàn)及結(jié)論的合理性作出評價(jià)。如有必要,可提出改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案。
解題思路:有關(guān)反應(yīng)的方程式為:
4.幾種重要有機(jī)物的檢驗(yàn)
(1)苯 能與純溴、鐵屑反應(yīng),產(chǎn)生HBr白霧。能與濃硫酸、濃硝酸的混合物反應(yīng),生成黃色的苦杏仁氣味的油狀(密度大于1)難溶于水的硝基苯。
(2)乙醇 能夠與灼熱的螺旋狀銅絲反應(yīng),使其表面上黑色CuO變?yōu)楣饬恋你~,并產(chǎn)生有刺激性氣味的乙醛。乙醇與乙酸、濃硫酸混合物加熱反應(yīng),將生成的氣體通入飽和Na2CO3溶液,有透明油狀、水果香味的乙酸乙酯液體浮在水面上。
(3)苯酚 能與濃溴水反應(yīng)生成白色的三溴苯酚沉淀。能與FeCl3溶液反應(yīng),生成紫色溶液。
(4)乙醛 能發(fā)生銀鏡反應(yīng),或能與新制的藍(lán)色Cu(OH)2加熱反應(yīng),生成紅色的 Cu2O沉淀。
3.幾種重要的陰離子的檢驗(yàn)
(1)OH- 能使無色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、黃色。
(2)Cl- 能與硝酸銀反應(yīng),生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(3)Br- 能與硝酸銀反應(yīng),生成淡黃色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。
(4)I- 能與硝酸銀反應(yīng),生成黃色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能與氯水反應(yīng),生成I2,使淀粉溶液變藍(lán)。
(5)SO42- 能與含Ba2+溶液反應(yīng),生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。
(6)SO32- 濃溶液能與強(qiáng)酸反應(yīng),產(chǎn)生無色有刺激性氣味的SO2氣體,該氣體能使品紅溶液褪色。能與BaCl2溶液反應(yīng),生成白色BaSO3沉淀,該沉淀溶于鹽酸,生成無色有刺激性氣味的SO2氣體。
(7)S2- 能與Pb(NO3)2溶液反應(yīng),生成黑色的PbS沉淀。
(8)CO32- 能與BaCl2溶液反應(yīng),生成白色的BaCO3沉淀,該沉淀溶于硝酸(或鹽酸),生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。
(9)HCO3- 取含HCO3-鹽溶液煮沸,放出無色無味CO2氣體,氣體能使澄清石灰水變渾濁;蛳騂CO3-鹽酸溶液里加入稀MgSO4溶液,無現(xiàn)象,加熱煮沸,有白色沉淀 MgCO3生成,同時(shí)放出 CO2氣體。
(10)PO43- 含磷酸根的中性溶液,能與AgNO3反應(yīng),生成黃色Ag3PO4沉淀,該沉淀溶于硝酸。
(11)NO3- 濃溶液或晶體中加入銅片、濃硫酸加熱,放出紅棕色氣體。
2.幾種重要陽離子的檢驗(yàn)
(l)H+ 能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色。
(2)Na+、K+ 用焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)時(shí),它們的火焰分別呈黃色、淺紫色(通過鈷玻片)。
(3)Ba2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(4)Mg2+ 能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg(OH)2沉淀,該沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(5)Al3+ 能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色Al(OH)3絮狀沉淀,該沉淀能溶于鹽酸或過量的NaOH溶液。
(6)Ag+ 能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng),生成白色AgCl沉淀,不溶于稀 HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(7)NH4+ 銨鹽(或濃溶液)與NaOH濃溶液反應(yīng),并加熱,放出使?jié)駶櫟募t色石藍(lán)試紙變藍(lán)的有刺激性氣味NH3氣體。
(8)Fe2+ 能與少量NaOH溶液反應(yīng),先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀;蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液,不顯紅色,加入少量新制的氯水后,立即顯紅色。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(9)Fe3+ 能與 KSCN溶液反應(yīng),變成血紅色 Fe(SCN)3溶液,能與 NaOH溶液反應(yīng),生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。
(10)Cu2+ 藍(lán)色水溶液(濃的CuCl2溶液顯綠色),能與NaOH溶液反應(yīng),生成藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀,加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?CuO沉淀。含Cu2+溶液能與Fe、Zn片等反應(yīng),在金屬片上有紅色的銅生成。
1.常見氣體的檢驗(yàn)
常見氣體
檢驗(yàn)方法
氫氣
純凈的氫氣在空氣中燃燒呈淡藍(lán)色火焰,混合空氣點(diǎn)燃有爆鳴聲,生成物只有水。不是只有氫氣才產(chǎn)生爆鳴聲;可點(diǎn)燃的氣體不一定是氫氣
氧氣
可使帶火星的木條復(fù)燃
氯氣
黃綠色,能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)(O3、NO2也能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán))
氯化氫
無色有刺激性氣味的氣體。在潮濕的空氣中形成白霧,能使?jié)駶櫟乃{(lán)色石藍(lán)試紙變紅;用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近時(shí)冒白煙;將氣體通入AgNO3溶液時(shí)有白色沉淀生成。
二氧化硫
無色有刺激性氣味的氣體。能使品紅溶液褪色,加熱后又顯紅色。能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。
硫化氫
無色有具雞蛋氣味的氣體。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液產(chǎn)生黑色沉淀,或使?jié)駶櫟拇姿徙U試紙變黑。
氨氣
無色有刺激性氣味,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí)能生成白煙。
二氧化氮
紅棕色氣體,通入水中生成無色的溶液并產(chǎn)生無色氣體,水溶液顯酸性。
一氧化氮
無色氣體,在空氣中立即變成紅棕色
二氧化碳
能使澄清石灰水變渾濁;能使燃著的木條熄滅。SO2氣體也能使澄清的石灰水變混濁,N2等氣體也能使燃著的木條熄滅。
一氧化碳
可燃燒,火焰呈淡藍(lán)色,燃燒后只生成CO2;能使灼熱的CuO由黑色變成紅色。
甲烷
無色氣體,可燃,淡藍(lán)色火焰,生成水和CO2;不能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。
乙烯
無色氣體、可燃,燃燒時(shí)有明亮的火焰和黑煙,生成水和CO2。能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。
乙炔
無色無臭氣體,可燃,燃燒時(shí)有明亮的火焰和濃煙,生成水和 CO2,能使高錳酸鉀溶液、溴水褪色。
1、 化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)
對物質(zhì)的分離可一般先用化學(xué)方法對物質(zhì)進(jìn)行處理,然后再根據(jù)混合物的特點(diǎn)用恰當(dāng)?shù)姆蛛x方法(見化學(xué)基本操作)進(jìn)行分離。
用化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)時(shí)要注意:
①最好不引入新的雜質(zhì);
②不能損耗或減少被提純物質(zhì)的質(zhì)量
③實(shí)驗(yàn)操作要簡便,不能繁雜。用化學(xué)方法除去溶液中的雜質(zhì)時(shí),要使被分離的物質(zhì)或離子盡可能除凈,需要加入過量的分離試劑,在多步分離過程中,后加的試劑應(yīng)能夠把前面所加入的無關(guān)物質(zhì)或離子除去。
對于無機(jī)物溶液常用下列方法進(jìn)行分離和提純:
(1)生成沉淀法 例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2雜質(zhì),可加入過量的NaOH溶液,使Mg2+離子轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀(但引入新的雜質(zhì)OH-),過濾除去Mg(OH)2,然后加入適量鹽酸,調(diào)節(jié)pH為中性。
(2)生成氣體法 例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,為了不引入新的雜質(zhì)并增加SO42-,可加入適量的稀H2SO4,將CO32-轉(zhuǎn)化為CO2氣體而除去。
(3)氧化還原法 例如在 FeCl3溶液里含有少量 FeCl2雜質(zhì),可通入適量的Cl2氣將FeCl2氧化為FeCl3。若在 FeCl2溶液里含有少量 FeCl3,可加入適量的鐵粉而將其除去。
(4)正鹽和與酸式鹽相互轉(zhuǎn)化法 例如在Na2CO3固體中含有少量NaHCO3雜質(zhì),可將固體加熱,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去雜質(zhì)。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3雜質(zhì),可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3。
(5)利用物質(zhì)的兩性除去雜質(zhì) 例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3雜質(zhì),可利用Al2O3是兩性氧化物,能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),往試樣里加入足量的 NaOH溶液,使其中 Al2O3轉(zhuǎn)化為可溶性 NaAlO2,然后過濾,洗滌難溶物,即為純凈的Fe2O3。
(6)離子交換法 例如用磺化煤(NaR)做陽離子交換劑,與硬水里的Ca2+、Mg2+進(jìn)行交換,而使硬水軟化。
2、物質(zhì)的鑒別
物質(zhì)的檢驗(yàn)通常有鑒定、鑒別和推斷三類,它們的共同點(diǎn)是:依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng),選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒,?zhǔn)確觀察反應(yīng)中的明顯現(xiàn)象,如顏色的變化、沉淀的生成和溶解、氣體的產(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等,進(jìn)行判斷、推理。
鑒定通常是指對于某一種物質(zhì)的定性檢驗(yàn),根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性,分別檢出陽離子、陰離子,鑒別通常是指對分別存放的兩種或兩種以上的物質(zhì)進(jìn)行定性辨認(rèn),可根據(jù)一種物質(zhì)的特性區(qū)別于另一種,也可根據(jù)幾種物質(zhì)的顏色、氣味、溶解性、溶解時(shí)的熱效應(yīng)等一般性質(zhì)的不同加以區(qū)別。推斷是通過已知實(shí)驗(yàn)事實(shí),根據(jù)性質(zhì)分析推求出被檢驗(yàn)物質(zhì)的組成和名稱。我們要綜合運(yùn)用化學(xué)知識對常見物質(zhì)進(jìn)行鑒別和推斷。
(1)
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br (每式1分,共2分)
(2)b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出. (2分)
(3)除去乙烯中帶出的酸性氣體.或答除去CO2、SO2. (2分)
(4)原因:
①乙烯發(fā)生(或通過液溴)速度過快
②實(shí)驗(yàn)過程中,乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達(dá)到170℃(答"控溫不當(dāng)"亦可)
(兩點(diǎn)各2分,共4分.答其它原因不給分也不扣分)
五、常見物質(zhì)的分離、提純和鑒別
填寫下列空白:
(1)寫出本題中制備1,2-二溴乙烷的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式.
___________________________________________________________
___________________________________________________________
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞.請
寫出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象._________________________________.
(3)容器c中NaOH溶液的作用是:__________________________________.
(4)某學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí),使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時(shí),所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正常情況下超過許多.如果裝置的氣密性沒有問題,試分析其可能的原因.
(1997年全國高考題)
分析與解答:
本題是是一道綜合性的的實(shí)驗(yàn)簡答題,意在考查學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。解題時(shí)依據(jù)試題信息,細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)裝置圖,善于聯(lián)系已經(jīng)掌握的基礎(chǔ)知識,進(jìn)行知識的遷移,發(fā)散思維,用準(zhǔn)確的化學(xué)語言來解答實(shí)際問題。
本題的正確答案及評分標(biāo)準(zhǔn)為:
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