中考常見物質(zhì)（或離子）的鑒別與檢驗(yàn)

摘要：圍繞“常見物質(zhì)（或離子）的鑒別與檢驗(yàn)”微專題，結(jié)合典型中考試題，從宏觀、微觀等不同維度，深度剖析常見氣體、金屬材料、硬水軟水、不同纖維、常用化肥以及常見酸堿鹽的鑒別與檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路、評價(jià)方法、基本原則，歸納整理常見物質(zhì)的特征性質(zhì)、用途和反應(yīng)現(xiàn)象等，為師生復(fù)習(xí)備考提供參考.

關(guān)鍵詞：物質(zhì);離子;鑒別;檢驗(yàn)

利用不同物質(zhì)物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異，設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將物質(zhì)一一區(qū)分開來，這類試題統(tǒng)稱為鑒別題.與鑒別題類似的是根據(jù)某些特征性質(zhì)、特征反應(yīng)、特征現(xiàn)象等對物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定物質(zhì)的組成或存在.常見物質(zhì)（或離子）的鑒別與檢驗(yàn)是歷年各地中考再現(xiàn)頻率較高、分值比較大的經(jīng)典題型.本文擬就其題型特征、考點(diǎn)分布、能力要求、解題思路等予以歸納，以幫助師生把準(zhǔn)備考方向，提高復(fù)習(xí)實(shí)效.

1 常見氣體的鑒別與檢驗(yàn)

例1 （2016.福建漳州）下列實(shí)驗(yàn)方案不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

評析《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》要求學(xué)生初步學(xué)會(huì)根據(jù)性質(zhì)檢驗(yàn)和區(qū)分常見氣態(tài)物質(zhì)，筆者將常見氣體典型性質(zhì)簡要梳理如下：

N2是一種無色、無味氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定;其與H2的鑒別可利用H2的可燃性、還原性等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，但聞氣味無法將二者區(qū)分開.參考答案：C

例2 （2017.山東青島）某混合氣體中含有CO、C02、S02三種氣體.某興趣小組對此進(jìn)行了探究.

【查閱資料】I.S02能使品紅溶液褪色，易與高錳酸鉀溶液反應(yīng)而被吸收，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，能使澄清的石灰水變渾濁.Ⅱ.CO和CO2均不能使品紅溶液褪色，也不與高錳酸鉀溶液反應(yīng).Ⅲ.CO與Cu0反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO +Cu0△Cu+CO2.

【實(shí)驗(yàn)探究】為驗(yàn)證這三種氣體，同學(xué)們在老師指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

【事實(shí)與結(jié)論】通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以上三種氣體的存在，請完成下列空格：

（1）裝置E的作用是____;裝置F的作用是____.

（2）能證明氣體中含有S02的現(xiàn)象是____，含有C07.的現(xiàn)象是____.

【反思與評價(jià)】若將裝置①和裝置②互換，則無法驗(yàn)證的氣體是____（填寫化學(xué)式）.

評析本題是一道以常見氣體的檢驗(yàn)為考查內(nèi)容設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)題，不僅考查CO、C02等常見氣體的檢驗(yàn)，更側(cè)重考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)、提取加工有效信息并靈活運(yùn)用解決實(shí)際問題等能力，對學(xué)生提出了較高要求，如“反思與評價(jià)”中的設(shè)問即要求學(xué)生在“查閱資料”的基礎(chǔ)上提煉出正確的解題思路——S02的存在對C02的驗(yàn)證會(huì)產(chǎn)生干擾，若裝置①和②互換，不僅無法驗(yàn)證C02（SO2、CO2都能使澄清石灰水變渾濁）;同時(shí)在混合氣體先通入裝置②后，其中S02、C02都被吸收，也無法再用裝置①驗(yàn)證SO2的存在.此處完整答案為“C02、S02”，不能只填“CO2”.

試題同時(shí)測試了學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平.裝置②是驗(yàn)證CO2的一套完整裝置，學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)中如能建構(gòu)氣體檢驗(yàn)的一般“模型認(rèn)知”：驗(yàn)證存在-吸收余氣—余氣再檢，則小題（1）的作答就會(huì)比較準(zhǔn)確：裝置E一吸收多余的C02以防止對CO驗(yàn)證產(chǎn)生干擾;裝置F一檢驗(yàn)CO：已被完全除盡（或吸收）.小題（2）的設(shè)問看似平淡，但如果學(xué)生上述模型認(rèn)知的建構(gòu)不完善，極易錯(cuò)答、少答，裝置A的作用是驗(yàn)證S02的存在，所以能證明氣體中含SO2的現(xiàn)象是“A中品紅溶液褪色”，易錯(cuò)答成“品紅溶液褪色”.要證明氣體中含C02，首先要在混合氣體進(jìn)入裝置②前將其中SO2完全除盡，否則會(huì)干擾CO2的驗(yàn)證，裝置D的作用是驗(yàn)證CO2的存在，綜合上述分析，此空完整答案為“C中品紅溶液不褪色且D中澄清石灰水變渾濁”，極易含糊答成“石灰水變渾濁”.

2 常見金屬合金、硬水軟水、不同纖維的鑒別與檢驗(yàn)

例3（2018.貴州安順）“愚人金”實(shí)為銅鋅合金，外觀與黃金極為相似，常被不法商販冒充黃金牟取暴利，下列關(guān)于鑒別“愚人金”與黃金的實(shí)驗(yàn)方案，合理的是：①比較硬度，硬度小的是“愚人金”;②灼燒，表面變色的是“愚人金”;③浸沒在稀硫酸中，表面有氣泡產(chǎn)生的是“愚人金”;④浸沒在硫酸鋅溶液中，表面附著白色物質(zhì)的是“愚人金”

A.②③ B.②④ C.①③ D.①④

評析 試題以金屬材料的鑒別為載體考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方案評價(jià)能力.區(qū)分常見純金屬與合金，即根據(jù)其典型性質(zhì)差異設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，主要方法有：（1）觀察法比較顏色，塊狀金屬多呈銀白色，少數(shù)呈現(xiàn)特殊顏色，如：金是黃色、銅是紫紅色;例4中選項(xiàng)D即用此方法區(qū)別導(dǎo)線中的金屬是鋁還是銅.（2）相互刻畫法比較硬度，如合金比其組成金屬“硬度大”，所以可用相互刻畫的方法鑒別黃銅片和純銅片.本題中“愚人金”是銅鋅合金，硬度較大;而純金硬度較低（用指甲能劃出淺痕），方案①方法可行但結(jié)論錯(cuò)誤.（3）灼燒法比較穩(wěn)定性，如：金的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定（真金不怕火煉），而銅在加熱時(shí)易與空氣中02反應(yīng)生成黑色的Cu0，所以題設(shè)中方案②合理.（4）與稀酸（鹽酸或硫酸）反應(yīng)比較金屬活動(dòng)性，“愚人金”中鋅是活潑金屬，能與稀酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡（H2），而黃金不活潑，與稀酸不反應(yīng).方案③也合理.（5）與鹽溶液反應(yīng)比較金屬活動(dòng)性，比較題設(shè)中三種金屬活動(dòng)性，可知：Zn>Cu>Au，所以方案④用硫酸鋅溶液不可行（三種金屬單質(zhì)都不能與其反應(yīng)），若改用硫酸銅溶液則可行，“愚人金”表面會(huì)附著紫紅色物質(zhì)（金屬銅）.參考答案：A

例4（2018.海南）下列操作方法不正確的是

A.用肥皂水區(qū)別硬水和軟水

B.用灼燒的方法區(qū)別羊毛和蠶絲

C.用聞氣味的方法區(qū)別白酒和白開水

D.用觀察的方法區(qū)別導(dǎo)線中的金屬是鋁還是銅

評析硬水軟水、不同纖維的鑒別現(xiàn)象明顯，方法也相對比較單一，可歸納如下表：

對照上述分析可知羊毛和蠶絲成分相同，灼燒法無法將其區(qū)分，參考答案：B

3 常見酸、堿、鹽和氧化物的鑒別與檢驗(yàn)

3.1 指定試劑

例5 （2018.湖南邵陽）用括號內(nèi)的物質(zhì)不能區(qū)分的一組是

A.NaCI、NaOH、NH4N03三種固體（水）

B.K2C03 、Na oS04 、BaCI2三種溶液（稀硫酸）

C.鐵粉、碳粉、氧化銅粉末（稀鹽酸）

D.NaOH、NaCl、Na2 S04三種溶液（酚酞）

評析指定試劑鑒別物質(zhì)是一類經(jīng)典題型，這類鑒別題涉及物質(zhì)種類多、考點(diǎn)設(shè)計(jì)靈活，便于考查學(xué)生元素化合物方面學(xué)科核心知識的掌握情況，也便于調(diào)控試題難度，備受命題者青睞.

水是最常見鑒別試劑，利用其區(qū)分物質(zhì)主要從三個(gè)方面思考：（1）根據(jù)“溶解性”差異觀察物質(zhì)能否溶于水.如AgCl、BaS04.CaC03等都是常見的白色不溶固體.（2）根據(jù)“熱效應(yīng)”差異比較溶液的溫度.如選項(xiàng)A中NH4N03溶于水溶液溫度降低、NaOH溶于水溶液溫度升高（類似的有濃硫酸），而NaCl溶于水溶液溫度幾乎不變.（3）形成溶液時(shí)顏色的差異.如FeC13、Fe2（ S04）。的溶液呈黃色，F(xiàn)eC12、FeS04的溶液呈淺綠色，CuS04、CuCl2的溶液呈藍(lán)色等，

稀鹽酸（或稀硫酸）也是常見的鑒別物質(zhì)所選試劑，需要學(xué)生對與酸關(guān)聯(lián)的特征反應(yīng)、反應(yīng)特征現(xiàn)象有明確的認(rèn)知.筆者在教學(xué)實(shí)踐中對此作如下整理，供廣大同行參考.

無色酚酞、紫色石蕊作鑒別試劑時(shí)，關(guān)鍵是要弄清溶液的酸堿性——常見酸的溶液呈酸性;常見可溶性堿和碳酸鈉、草木灰（主要成分K2C03）等鹽的溶液呈堿性;多數(shù)可溶鹽溶液呈中性.再結(jié)合指示劑在不同溶液中變色情況（在酸性、堿性和中性溶液中石蕊分別呈紅色、藍(lán)色和紫色，酚酞分別呈無色、紅色和無色）予以區(qū)分.但選項(xiàng)D中NaCI，Nd2 S04溶液都呈中性，滴入酚酞都呈無色，無法區(qū)分.參考答案：D

3.2 任選試劑

例6 （2017.黑龍江齊齊哈爾）現(xiàn)有失去標(biāo)簽的四瓶溶液，分別是氯化鐵、氯化鈣、稀鹽酸、氯化鈉溶液中的一種，為了鑒別出它們，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象如下：

（1）通過觀察，溶液呈黃色的是一

（2）將剩余溶液分別取樣，加入____溶液，可以將它們一次性鑒別出來.

評析 任選試劑鑒別物質(zhì)使得試題具有較大的開放性、答案也呈現(xiàn)出多樣性，能綜合考查學(xué)生分析歸納、類比遷移、推理論證等關(guān)鍵能力，符合課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的“紙筆測試考查重點(diǎn)以基礎(chǔ)知識的理解和應(yīng)用為主，不要放在知識點(diǎn)的簡單記憶和重現(xiàn)上，體現(xiàn)探究性和開放性”等命題要求[1].

能否快捷、準(zhǔn)確地找到合適試劑，取決于學(xué)生“宏觀辯識與微觀探析”這一維度學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平.參考例5評析可判斷小題（1）中黃色溶液為氯化鐵.微觀分析小題（2）中剩余溶液可知，其中陰離子相同（Cl-）而陽離子不同（分別為Ca2+、H+、Na+），鑒別試劑所含離子應(yīng)與上述三種陽離子結(jié)合產(chǎn)生不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而確定合適試劑中含c03-（具體參考例7評析），試劑可以是Na2C03 .K2C03等可溶碳酸鹽.參考答案：（1）氯化鐵溶液;（2） Na2C03、K2C03等.

3.3 不加試劑

例7（2018.廣西河池）下列各組溶液，不另加試劑就無法將它們鑒別出來的是

A.BaC12

NaCl

CIiS04

NaOH

B. Na2C03

CaC12

HCl

K2C03

C. Na2C03

KCI

CaCl2

H2S04

D. Na2C03

BaC12

HCl

K2S04

評析不使用其它試劑，利用物質(zhì)間“兩兩混合”反應(yīng)將其區(qū)分開，也是物質(zhì)鑒別的常用方法.解答這類試題要求學(xué)生首先能準(zhǔn)確識別特征物質(zhì)（多數(shù)指有特征顏色的物質(zhì)：參考例5評析）.其次熟悉常見的特征反應(yīng)（即反應(yīng)中有氣體、沉淀等特征現(xiàn)象產(chǎn)生）.由于酸堿鹽物質(zhì)種類繁多，為便于理清這類物質(zhì)之間的反應(yīng)，筆者從溶液中所含離子角度予以分析，以樹狀圖歸納出初中化學(xué)中反應(yīng)生成氣體或沉淀的最常見九組“離子對”[2]：

選項(xiàng)A中：CuS04溶液呈藍(lán)色，首先鑒別出來;后以CuS04為試劑分別滴入其它三種溶液，反應(yīng)現(xiàn)象（“一”表示不反應(yīng)或反應(yīng)無明顯現(xiàn)象）為BaCl2（白色↓）、NaCl（— ）、NaOH（藍(lán)色↓）;不需另加試劑可區(qū)分組內(nèi)物質(zhì)，不符題意.選項(xiàng)B中無特征物質(zhì)，組內(nèi)物質(zhì)按序“兩兩混合”，現(xiàn)象為Na2C03（、↓↑）、CaCl2（↓一↓）、HCI（↑-↑）、K2C03（一↓，↑），比較發(fā)現(xiàn)NaZC03和KZC03分別與組內(nèi)其它三種物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象相同，無法將二者區(qū)分開，符合題意.同理，選項(xiàng)C、D中都無特征物質(zhì)，“兩兩混合”后，C中現(xiàn)象分別為NaZC03（—↓↑）、KCI（— — —）、CaC12（↓— — ）、H2S04（一一↑），可以區(qū)分;D中現(xiàn)象分別為Na2C03（↓↑一）、BaCl2（↓—↓）、HCl（↑-一）、K2S04（一↓，一），可以區(qū)分;都不符題意.參考答案：B

3.4 常用化肥

例8（2015.廣東廣州改編）下列關(guān)于化肥的說法不正確的是

A.區(qū)分各種化肥一般先觀察外觀、溶解性，再觀察化學(xué)反應(yīng)中的現(xiàn)象

B.鑒別化肥硫酸銨和氯化銨——加熟石灰研磨，聞氣味

C.區(qū)分氯化銨和氯化鉀——加熟石灰研磨，聞氣味

D.磷礦粉和碳銨——觀察顏色、直接聞氣味都可以將其區(qū)分

評析 常見化肥的鑒別可簡要?dú)w納為“一看二聞三溶四堿”，首先觀察化肥的外觀（如顏色等）：常用氮肥和鉀肥一般呈白色晶體，常用磷肥呈灰色粉狀.如選項(xiàng)D中磷礦粉呈灰色而碳銨呈白色，觀察顏色即可以將其區(qū)分開.其次是聞氣味：碳酸氫銨（簡稱碳銨）因其固體常溫下極易分解，產(chǎn)生NH3，所以有特殊氨臭氣味，其它固態(tài)化肥多無異味.所以直接聞氣味也可區(qū)分磷礦粉和碳銨，再次是比較化肥的“溶解性”：常用氮肥和鉀肥易溶于水，常用磷肥不溶或部分溶于水.銨態(tài)氮肥（含NH4+）與熟石灰混合研磨（或加入氫氧化鈉溶液微熱），反應(yīng)生成有刺激性氣味的NH3，所以選項(xiàng)C中氯化銨和氯化鉀可以用此方法區(qū)分，而選項(xiàng)B中硫酸銨和氯化銨加熟石灰研磨都能聞到刺激性氣味，無法區(qū)分.參考答案：B

4 常見離子的鑒別與檢驗(yàn)

例9 （2016.山東濟(jì)寧）某鈉鹽溶液中含有Cl-、OH-、CO2.三種陰離子，僅用一份樣品溶液，利用下面的試劑與操作就可將溶液中的三種陰離子依次檢驗(yàn)出來，正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是：

①滴加Mg（ N03）2溶液 ②過濾 ③滴加AgN03溶液④滴加Ba（ N03）2溶液.

A.①②④②③

B.④②①②③

C.③②①②④

D.④②③②①

評析 試題以常見離子的檢驗(yàn)為載體考查學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案能力，是化學(xué)知識在較高層次上的理解與應(yīng)用，以選擇題形式呈現(xiàn)變相降低了考查難度.試題同時(shí)滲透考查了學(xué)生“宏微結(jié)合”、“模型認(rèn)知”等獨(dú)特化學(xué)學(xué)科思維的發(fā)展水平.

解題關(guān)鍵首先要明確提供試劑中所含離子與待檢離子的反應(yīng)關(guān)系，可從宏觀著手、微觀切入予以比較分析，在熟練掌握例7評析中已歸納的能發(fā)生特征反應(yīng)的常見“離子對”基礎(chǔ)上，還需了解Mg（ N03）2溶液中Mg2+能與OH -、C03 反應(yīng)生成白色Mg（ OH）2、MgC03沉淀;AgN03溶液中Ag+能與CO3反應(yīng)生成白色Ag 2C03沉淀、與OH -反應(yīng)生成極不穩(wěn)定的氫氧化銀.分析可知：Ba（ N03）2溶液中Ba2+只能與三種待檢離子中CO3反應(yīng)生成BaC03沉淀，應(yīng)先用Ba（ N03）：溶液檢驗(yàn)CO3;剩余Cl-、OH-中，Mg2+只能與OH‘反應(yīng)，再用Mg（N03）2溶液檢驗(yàn)OH -;最后CI則用AgN03溶液予以檢驗(yàn).其次要建構(gòu)解答這類試題一依次檢驗(yàn)多種離子或多種物質(zhì)（如例2）的“模型認(rèn)知”，即“避免干擾”的答題原則.一般從兩個(gè)方面防止干擾，一是正確的實(shí)驗(yàn)操作順序（或步驟），本題中滴加試劑的正確順序?yàn)棰躝+①一③;二是滴加的試劑應(yīng)“過量（或足量）”，從而將已檢驗(yàn)出的離子（或物質(zhì)）完全除盡（本題未涉及此考點(diǎn)，可參考例2評析）.本題中各步反應(yīng)都生成白色沉淀，為便于觀察后續(xù)反應(yīng)中沉淀的生成，新滴加試劑前應(yīng)將原有沉淀過濾除去，所以正確選項(xiàng)為B.

常見物質(zhì)（或離子）的鑒別與檢驗(yàn)既能考查學(xué)生化學(xué)學(xué)科主干知識的儲備情況，也能考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、靈活運(yùn)用知識等能力，還能考查學(xué)生“宏微結(jié)合”、“分類表征”、“實(shí)驗(yàn)探究”等學(xué)科素養(yǎng)[3]，涉及的內(nèi)容“面廣、點(diǎn)多”，考查的層次可難可易，因此，在復(fù)習(xí)備考階段應(yīng)注重有效的整合與建構(gòu)、科學(xué)的訓(xùn)練和指導(dǎo)、適度的拓展和延伸.

參考文獻(xiàn)：

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