專題四 物質的檢驗

林增輝

高考動向

1. 能對常見的物質進行檢驗。

2. 了解確定有機化合物結構的化學方法和某些物理方法。

考點分析

考點1. 物質檢驗的要求。

1. 有快速、明顯的實驗現(xiàn)象。對于多數(shù)物質的檢驗來說，都需要在溶液中進行反應，以獲得明顯的實驗現(xiàn)象，根據(jù)顏色的變化、沉淀的生成、氣體的氣味和火焰的顏色等進行判斷和推理。

2. 根據(jù)物質的性質，選擇合適的反應條件。例如Fe3+在pH等于4左右基本水解完全，因此需要在酸性環(huán)境中進行檢驗；又如檢驗同時含有碳碳雙鍵和醛基的有機物，由于碳碳雙鍵和醛基均具有一定的還原性，但醛基的還原性更強，因此應注意試劑的選擇和反應次序，這樣才能逐一檢驗出碳碳雙鍵和醛基。

3. 排除干擾物質，必要時進行分離提純。例如在檢驗CO32-的時候，應注意HCO3-的干擾，在檢驗Fe3+的時候，應注意原溶液中是否存在Fe2+。

4. 實驗設計應安全、簡單、快捷。能不加熱的，則不加熱；能節(jié)約藥品的，應盡量節(jié)約；能不用有毒藥品的，應避免使用。

考點2. 物質檢驗的步驟。

物質檢驗的步驟與檢驗方法有關，常見方法及其步驟如下：

一、試劑檢驗法。這類方法主要是利用化學試劑與目標物質反應，通過實驗現(xiàn)象，推斷物質是否存在，其主要步驟可歸納如下：

取樣-→加試劑-→描述現(xiàn)象-→下結論

取樣時，對于液體試劑，通常用小試管取1～2mL，對于固體藥品，通常需要先配制成溶液。加試劑包含兩個方面，一是除雜試劑，另一個是檢驗試劑，例如檢驗SO42-的時候，應先加入稀鹽酸作為除雜試劑，以除去CO32-、SO32-、Ag+等的干擾，再滴入幾滴BaCl2溶液作為檢驗試劑。除雜試劑通常要求適當過量，以徹底除去雜質離子，而定性檢驗的試劑則要少量，只要有可判斷的實驗現(xiàn)象即可。最后結合實驗現(xiàn)象，推斷目標物質是否存在。在敘述實驗方案時要特別注意兩點，一是要有取樣的過程，二是要有試劑的取用量。

二、有機物分析法。如燃燒法、質譜法、紅外光譜法、核磁共振氫譜法等。對于這類方法，同學們需要了解各種方法的用途，了解這些方法的邏輯關系和推理思路。

燃燒法（確定最簡式）→質譜法（確定分子式）→紅外光譜法（確定基團、官能團）→核磁共振氫譜法（確定氫的類型和各種類型氫的數(shù)目比）→確定有機物的結構。

此外，還有焰色反應，或者在特定的環(huán)境中，根據(jù)特殊的現(xiàn)象，推斷物質是否存在。

考點3. 常見陽離子的檢驗。

考點突破

物質檢驗通常包含了鑒定、鑒別和推斷三種情況。

1. 鑒定是對一種未知物質進行確認，即根據(jù)被檢物質特有的性質和現(xiàn)象，確定被檢物質是否存在。若被鑒定物質是純凈的離子化合物，則陽離子和陰離子都要檢驗；若被鑒定物質是純凈的有機物，則需要確定該物質的元素組成、分子式、結構式和官能團等。若被鑒定物質存在于混合物中，則要分析是否有干擾物，若有干擾物則要先排除干擾物質的影響。

【例1】某同學為檢驗某溶液中是否含有常見的四種無機離子，進行了如圖所示的實驗操作。其中檢驗過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，由該實驗能得到的正確結論是

A. 原溶液中一定含有SO42-

B. 原溶液中一定含有NH4+

C. 原溶液中一定含有Cl-

D. 原溶液中一定含有Fe3+

[解析]這是一道關于混合液中幾種離子的鑒定問題，對于混合離子，要注意離子間的相互干擾以及加入試劑對原溶液中離子的影響。原溶液中加入硝酸鋇和鹽酸，相當于加入硝酸，若含有SO32—會被氧化成SO42—，不能確定是否含有SO42— ；加入了鹽酸，也不能確定是否含有Cl—；加入KSCN變紅色，可能含有Fe3+，也可能是Fe2+被氧化而生成了Fe3+；加入NaOH產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，一定含有NH4+。因此只有B答案是正確的。

2. 鑒別是指對兩種或兩種以上物質進行定性辨認。物質鑒別的一般類型有：

（1）不用任何試劑的鑒別。

①根據(jù)物質顏色、氣味等特征，尋找突破口；②利用加熱或焰色反應進行區(qū)別；③利用兩兩相互滴加產(chǎn)生的特殊現(xiàn)象尋找突破口。

（2）只用一種試劑鑒別多種物質。

①優(yōu)先考慮能否選用水或指示劑進行鑒別；②在鑒別多種酸、堿、鹽的溶液時，可依據(jù)“相反原理”確定試劑進行鑒別，即被鑒別的溶液多數(shù)呈酸性時，可選用堿或水解呈堿性的鹽溶液作試劑；若被鑒別的溶液多數(shù)呈堿性時，可選用酸或水解呈酸性的鹽溶液作試劑。③常用溴水、新制氫氧化銅懸濁液、銀氨溶液等鑒別多種有機物。

（3）任選試劑鑒別多種物質。

此類題目不限所加試劑的種類，可用多種解法，題目考查的形式往往是從眾多的鑒別方案中選擇最佳方案，其要求是操作步驟簡單，試劑選用最少，現(xiàn)象最明顯。

【例2】（2014·重慶）下列實驗可實現(xiàn)鑒別目的的是

A. 用KOH溶液鑒別SO3（g）和SO2

B. 用濕潤碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2（g）和NO2

C. 用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液

D. 用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液

[解析]物質的鑒別只要物質之間有不同的現(xiàn)象即可判斷。SO2、SO3均能與KOH反應，都沒有明顯現(xiàn)象，A項錯誤；Br2（g）、NO2都是紅棕色氣體且有強氧化性，都能氧化KI而生成I2，使淀粉顯藍色，B項錯誤；偏鋁酸的酸性弱于碳酸，CO2與偏鋁酸鈉溶液生成氫氧化鋁沉淀，醋酸酸性強于碳酸，CO2與醋酸鈉不反應，C項正確；氯化鋇和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀，與硫酸鉀反應生成硫酸鋇沉淀，現(xiàn)象相同不能鑒別，D項錯誤；

[答案]為C。

3. 物質的推斷本質上是依然屬于物質的鑒定或鑒別范疇，是對同學們能力的綜合考查。

【例3】（2015·廣州一模節(jié)選）某小組利用如圖裝置，用苯與溴在FeBr3催化作用下制備溴苯：

反應劇烈進行，燒瓶中有大量紅棕色蒸氣，錐形瓶中導管口有白霧出現(xiàn)，蒸餾水逐漸變成黃色。已知苯與溴發(fā)生的是取代反應，推測反應后錐形瓶中液體含有的兩種大量離子，并設計實驗方案驗證你的推測。（限選試劑：鎂條、四氯化碳、氯水、溴水、蒸餾水）

[解析]這是一道典型的情境推斷題，細讀題目，可抓住“大量紅棕色蒸氣”“導管口有白霧出現(xiàn)”“黃色”“取代反應”等有效信息，可推斷出有溴和溴化氫等物質進入錐形瓶中，因此檢驗的對象可以鎖定在Br—和H+，參考方案如下：

決勝高考

1.（2013·海南）下列鑒別方法不可行的是

A. 用水鑒別乙醇、甲苯和溴苯

B. 用燃燒法鑒別乙醇、苯和四氯化碳

C. 用碳酸鈉溶液鑒別乙醇、乙酸和乙酸乙酯

D. 用酸性高錳酸鉀溶液鑒別苯、環(huán)己烯和環(huán)己烷

2. 下列各組物質中，僅用水及物質間相互反應不能一一區(qū)別的一組是

A. Na2O2、Al2（SO4）3、MgCl2、K2CO3

B. BaCl2、Na2SO4、（NH4）2SO4、KOH

C. AgNO3、NaCl、KCl、CuCl2

D. Fe2（SO4）3、K2CO3、KHSO4、NH4Cl

3. 水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、AlO-2、SiO、SO、CO、SO中的若干種離子。某同學對該溶液進行了如下實驗，下列說法正確的是

A. 氣體甲一定是純凈物

B. 沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物

C. K+、AlO和SiO一定存在于溶液X中

D. CO和SO一定不存在于溶液X中

4.（2014·山東卷節(jié)選）工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3·5H2O，實驗室可用如下裝置（略去部分夾持儀器）模擬生產(chǎn)過程。

燒瓶C中發(fā)生反應如下：

Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq） （Ⅰ）

2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l） （Ⅱ）

S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq） （Ⅲ）

反應終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質。利用所給試劑設計實驗，檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結論： 。

已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：

供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。

5.（2015·安徽節(jié)選）某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1mol·L-1的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設：溶液中的NO3—。該小組設計實驗驗證了該假設，請在下表空白處填寫相關實驗現(xiàn)象：

答案點撥

1. D

2. C 解析：A選項可從Na2O2入手；B選項可用兩兩相混的方法來區(qū)別；D選項的檢出順序為：Fe2（SO4）3→K2CO3→KHSO4→NH4Cl；C選項NaCl和KCl不能區(qū)別，故正確答案為C項。

3. C 解析：溶液X與過量稀鹽酸反應能生成氣體，則原溶液中至少有SO、CO中的一種，則一定不存在Mg2+和Al3+，此時得到的溶液中加入過量氨水得到的白色沉淀則為Al（OH）3，則原溶液中一定有AlO-2，能與過量鹽酸反應產(chǎn)生沉淀甲，則原溶液還一定含有SiO；由于要保持溶液的電中性，必須有陽離子，因此只有C正確。

4. 取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液（或過濾、取濾液），滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na2SO4雜質（合理答案均可）

5. 無明顯現(xiàn)象 有白色沉淀生成

（作者單位：中山市第二中學）

責任編校 李平安