初中階段物質(zhì)的檢驗(yàn)和推斷

丁積煥

【摘 要】《中考專題輔導(dǎo)》指出：物質(zhì)的鑒定、鑒別和推斷均需根據(jù)物質(zhì)的特征反應(yīng)，選擇恰當(dāng)?shù)脑噭┡c方法，準(zhǔn)確觀察反應(yīng)中的顏色變化、沉淀的生成或溶解、氣體的生成與氣味等現(xiàn)象加以判定，得出結(jié)論，必要時(shí)寫出化學(xué)方程式。

【關(guān)鍵詞】物質(zhì)的檢驗(yàn)；檢驗(yàn)方法；物質(zhì)的鑒定；物質(zhì)的鑒別；物質(zhì)的推斷

物質(zhì)的檢驗(yàn)是中考的一大重點(diǎn)，也是初中學(xué)生比較難把握的知識(shí)點(diǎn)。它融元素與化合物知識(shí)和基本概念、基本理論于一體，具有考查知識(shí)面廣、綜合性強(qiáng)、題型多變、思維容量大和能力層次高等特點(diǎn)。物質(zhì)的檢驗(yàn)包括物質(zhì)的鑒定、鑒別和推斷等類型。在檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)做到“先取樣，后操作”、“先現(xiàn)象，后結(jié)論”，卻不可把用剩的試劑放回原處，更不可在原試劑上進(jìn)行檢驗(yàn)。

一、物質(zhì)的鑒定

是根據(jù)物質(zhì)的某一特性，用化學(xué)方法來(lái)確定它是不是這種物質(zhì)或含不含有某種成分或某一物質(zhì)的組成。通常必須分別檢驗(yàn)出陽(yáng)離子和陰離子，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行確認(rèn)。

例1：鑒定一瓶無(wú)色溶液是不是稀硫酸溶液？

分析：要鑒定此溶液是否是稀硫酸溶液，必須要鑒定溶液中的H+和SO42-。要證明H+可以用紫色石蕊試劑或PH試紙；證明SO42-可以用硝酸鋇溶液和稀硝酸。

二、物質(zhì)的鑒別

1.氣體類

（1）點(diǎn)燃法。根據(jù)氣體是否具有可燃性及燃燒的現(xiàn)象加以區(qū)分。如O2能使帶火星的木條復(fù)燃；H2點(diǎn)燃產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，產(chǎn)物只有水；CO2不能燃燒，也不支持燃燒，能使澄清石灰水變渾濁；CO點(diǎn)燃產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，產(chǎn)物只有CO2；CH4點(diǎn)燃產(chǎn)生藍(lán)色的明亮火焰，產(chǎn)物有兩種：H2O和CO2。

例：如何鑒別O2、H2、N2、CH4、CO、CO2、空氣這七種氣體？

解：首先給七種氣體進(jìn)行編號(hào)A、B、C、D、E、F、G，并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

結(jié)論：A是CH4，B是H2，C是CO，D是CO2，E是N2，F(xiàn)是空氣，G是O2。

（2）指示劑法。是根據(jù)氣體具有明顯的酸堿性差異加以區(qū)分的方法。如NH3能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，HCl能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅。

2.固體類

（1）加水法。如果待檢驗(yàn)的物質(zhì)之間有較明顯的溶解性差異和溶解時(shí)的熱效應(yīng)差異，則可用加水使其溶解來(lái)檢驗(yàn)。如用一種試劑檢驗(yàn)：NaCl、NH4Cl、NaOH、AgCl四種固體物質(zhì)，這種試劑就是水。NaCl可溶于水，溶解后溶液溫度無(wú)明顯變化；NH4Cl易溶于水，溶解后溶液溫度顯著降低；NaOH易溶于水，溶解后溶液溫度顯著升高，而氯化銀不溶于水。

（2）加酸法。如果被鑒別的物質(zhì)為金屬單質(zhì)和金屬氧化物時(shí)，可選擇強(qiáng)酸為試劑進(jìn)行鑒別。如用一種試劑鑒別Fe、Cu、Fe2O3、CuO四種固體物質(zhì)，這種試劑是稀HCl（或稀H2SO4）。Fe與HCl反應(yīng)有氣體（H2）產(chǎn)生，生成淺綠色溶液；Cu不溶于HCl，無(wú)現(xiàn)象產(chǎn)生；Fe2O3溶于HCl生成黃色的FeCl3溶液；CuO溶于HCl生成藍(lán)色的CuCl2溶液。

（3）加熱法。如要鑒別NaHCO3、NH4HCO3、Na2CO3三種固體物質(zhì)，即可加熱法。加熱時(shí)，NH4HCO3完全分解成CO2、NH3、水蒸氣，試管內(nèi)無(wú)任何殘留物；NaHCO3受熱分解有氣體產(chǎn)生，試管內(nèi)留有白色固體Na2CO3；Na2CO3受熱時(shí)不分解，無(wú)現(xiàn)象產(chǎn)生。

（4）配成溶液法。固體類的鑒別，可以把固體配成溶液加以鑒別，下面將會(huì)講到。

3.溶液類

（1）觀察法。溶液的鑒別首先是要觀察溶液的顏色，如果有特殊的顏色先確定其成分。如鑒別NH4NO3、Ba（NO3）2、FeCl3、CuSO4、NaOH五種溶液。首先觀察溶液的顏色，顯藍(lán)色的是CuSO4溶液；顯黃色的是FeCl3溶液；能與CuSO4溶液反應(yīng)生成藍(lán)色絮狀沉淀的是NaOH溶液；能與NaOH溶液反應(yīng)有刺激性氣味的是NH4NO3溶液；剩下的是Ba（NO3）2溶液。

（2）兩兩混合列表法。當(dāng)不用任何試劑來(lái)鑒別溶液時(shí)，可用兩兩混合列表法加以區(qū)分。如有五種無(wú)色溶液，它們分別是Ca（NO3）2、HCl、AgNO3、Na2CO3、BaCl2溶液，不用任何試劑把它們區(qū)分開來(lái)。我們可以先給五種溶液進(jìn)行編號(hào)A、B、C、D、E，再兩兩混合列表：

A B C D E

A — ↓ — ↓ —

B ↓ — ↓ ↓ —

C — ↓ — ↑ —

D ↓ ↓ ↑ — ↓

E — — — ↓ —

分析表格得出，會(huì)產(chǎn)生氣體并能與其它三種溶液反應(yīng)生成沉淀的是Na2CO3溶液，因此D是Na2CO3溶液，則C是HCl溶液。C與B能生成沉淀，則B是AgNO3溶液。A能與B和D生成沉淀，因此A是BaCl2溶液，則E是Ca（NO3）2溶液。

（3）指示劑顯色法。此類方法是鑒別具有明顯酸堿性差異的溶液。如用一種試劑鑒別H2SO4、Na2SO4、Na2CO3溶液，可選的試劑是紫色石蕊試液。

（4）區(qū)陽(yáng)離子法。當(dāng)溶液中的陰離子相同時(shí)，我們可以來(lái)鑒別它們的陽(yáng)離子。如：用一種試劑鑒別NH4Cl、NaCl、CuCl2、MgCl2四種溶液?？蛇x用NaOH溶液，有刺激性氣味產(chǎn)生的溶液是NH4Cl溶液；能產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的是CuCl2溶液；有白色沉淀的是MgCl2溶液；沒有明顯現(xiàn)象的是NaCl溶液。

（5）區(qū)陰離子法。當(dāng)溶液中的陽(yáng)離子相同時(shí)，我們可以來(lái)鑒別它們的陰離子。如用一種試劑鑒別NaCl、Na2CO3、Na2SO3三種溶液?？蛇x稀HCl或稀H2SO4，能產(chǎn)生刺激性氣味的是Na2SO3溶液；能產(chǎn)生無(wú)刺激性氣味的是Na2CO3；另一種是NaCl溶液。

（6）區(qū)陰陽(yáng)離子法。當(dāng)溶液中有幾種相同的陰離子和陽(yáng)離子時(shí)，可選用區(qū)分兩種離子結(jié)合起來(lái)的一種試劑。如用一種試劑鑒別AgNO3、Na2CO3、Na2SO3、Ba（NO3）2四種溶液。區(qū)分Ag +、Ba2+可用Cl-。區(qū)分CO3 2-、SO32-可用H+，所以加入的試劑是稀HCl。能產(chǎn)生無(wú)刺激性氣味的是Na2CO3溶液；能產(chǎn)生刺激性氣味的是Na2SO3溶液；有沉淀的是AgNO3溶液；無(wú)明顯現(xiàn)象的是Ba（NO3）2溶液。

三、物質(zhì)的推斷

推斷是根據(jù)已知實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，運(yùn)用物質(zhì)特性進(jìn)行分析、推理、判斷出樣品中的物質(zhì)。其基本思路如下：

1.反應(yīng)特征突破法

例：某化工廠排放的廢液中含有AgNO3、Zn（NO3）2和Cu（NO3）2三種物質(zhì)。為了分離并回收金屬銀和銅，科學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案，你認(rèn)為：a是 ，b是 ，c是 ，X是 ，Y是 ，Z是 ，B是 。

解：第一步，分析三種離子的活動(dòng)性。由于三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閆n﹥Cu﹥Ag，則三種離子的活動(dòng)性為Ag+﹤Cu2+﹤Zn2+。據(jù)此推斷首先置換出來(lái)的金屬是銀，則固體X為Ag。所加金屬對(duì)應(yīng)的活動(dòng)性應(yīng)強(qiáng)于Ag，弱于或等于Cu。且根據(jù)分離的原則—不能加入新的雜質(zhì)，因此只能加入Cu粉，即a為Cu。第二步，同理分析：在分離、回收Cu時(shí)，應(yīng)加入過(guò)量的Zn或Fe。第三步，上步所得的固體Y中含生成的Cu和剩余的Zn或Fe。要除去Zn或Fe，可以加稀鹽酸或稀硫酸，最后得到的固體是Z，為銅。

結(jié)論：a是 Cu ，b是Zn或Fe，c是稀HCl或H2SO4，X是 Ag ，Y是Cu、Zn（或Fe），Z是 Cu ，B是Zn（NO3）2﹝或Fe（NO3）2﹞。

2.現(xiàn)象特征突破法

例：六朝古都南京的地鐵建設(shè)破土動(dòng)工時(shí)，考古興趣小組為了研究從地鐵建設(shè)工地出土的文物，對(duì)兩件文物的表面物質(zhì)A和B進(jìn)行了如下圖示的實(shí)驗(yàn)。

（1）請(qǐng)你根據(jù)上圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷下列物質(zhì)的化學(xué)式：

B： ；F： G： 。

（2）寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：

C→D ；E→H+I ；

J+K→L 。

解：本題的突破口是初中階段的特殊化學(xué)反應(yīng)與典型物質(zhì)的特殊顏色，以此為切入點(diǎn)，采用逆推法即可達(dá)到順藤摸瓜的目的。

首先，初中化學(xué)中紅褐色沉淀只有Fe（OH）3，故可斷定D為Fe（OH）3，進(jìn)而逆推出C為FeCl3溶液，A為Fe2O3（鐵銹的主要成分）。

其次，由電解水的反應(yīng)可確定E為H2O，再根據(jù)H與A高溫反應(yīng)生成黑色粉末J可知H物質(zhì)為H2，J為Fe。由黑色粉末F與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色溶液K，可斷定F為CuO，K為CuSO4，進(jìn)而確定L為紅色Cu。

最后，由G能使澄清石灰水變渾濁，可確定G為CO2氣體，進(jìn)一步依據(jù)綠色粉末B受熱分解得到H2O、CuO和CO2，可確定B為Cu2（OH）2CO3。

結(jié)論：（1）Cu2（OH）2CO3；CuO；CO2

（2）FeCl3 + 3NaOH =3NaCl + Fe（OH）3

2H2O2 H2↑+ O2↑

Fe + CuSO4 = Cu + Fe SO4

參考文獻(xiàn)：

[1]郭海平，盧志海主編.科學(xué)競(jìng)賽階梯訓(xùn)練.浙江教育出版社

[2]傅獻(xiàn)彩主編.大學(xué)化學(xué).高等教育出版社

[3]黃東坡主編.化學(xué)培優(yōu)競(jìng)賽.湖北人民出版社

[4]孟建平主編.奧賽捷徑.浙江大學(xué)出版社