新蘇教版高中化學必修1PAGEPAGE1第3課時物質的檢驗物質性質和變化的探究[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解常見物質的檢驗方法，學會Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)等離子的檢驗方法。2.了解常見的儀器分析法，會用焰色反應檢驗金屬或金屬離子的存在。3.能設計簡單的實驗方案，確定常見物質的組成成分。4.發(fā)展對化學實驗探究的興趣，養(yǎng)成嚴謹求實的科學態(tài)度，增強合作探究和勇于創(chuàng)新的意識。一、物質的檢驗1．物質檢驗的方法——特征反應法特征反應檢驗法多用于驗證性檢驗，即驗證是否存在該物質。2．常見離子的檢驗方法離子NHeq\o\al(＋,4)Cl－SOeq\o\al(2－,4)實驗操作實驗現(xiàn)象有刺激性氣味氣體放出，濕潤的紅色石蕊試紙變藍生成白色沉淀，加入稀硝酸后，沉淀不溶解加入稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，加入BaCl2溶液，生成白色沉淀化學方程式(各寫一個)NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋H2O＋NH3↑NH4Cl＋AgNO3=AgCl↓＋NH4NO3(NH4)2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NH4Cl特別提醒離子檢驗操作常分為以下四步：取樣(取待測液)→操作→現(xiàn)象→結論。3．物質組成元素的檢驗(1)焰色反應①定義：許多金屬或它們的化合物在火焰上灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色，這叫作焰色反應。②操作洗——將鉑絲(或光潔的鐵絲)用稀鹽酸洗凈燒——將洗凈的鉑絲(或鐵絲)在火焰上灼燒至無色蘸——蘸取待測樣品(固體或溶液)燒——在火焰上灼燒，并觀察火焰的顏色洗——再用稀鹽酸洗凈鉑絲(或鐵絲)，并在火焰上灼燒至無色③應用在中學實驗中，焰色反應主要用于檢驗Na＋和K＋。元素鈉鉀鋰鈣鍶鋇焰色黃色紫色紫紅色磚紅色洋紅色黃綠色特別提醒①焰色反應是元素的物理性質，如NaCl、Na2CO3、NaOH，無論固體或溶液，焰色反應均為黃色。②觀察鉀的焰色時，要透過藍色鈷玻璃觀察，這樣可以濾去黃光，避免含鈉雜質的干擾?？梢杂描F絲代替鉑絲，鐵絲灼燒時不呈現(xiàn)特殊顏色。③五顏六色的煙花也是焰色反應的應用。(2)儀器分析法儀器分析法常用來研究物質的元素組成及其結構。(1)向某溶液中加入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)()(2)某溶液中加入NaOH溶液，濕潤的紅色石蕊試紙未變色，說明原溶液中不存在NHeq\o\al(＋,4)()(3)做焰色反應實驗時，可以用鹽酸清洗鉑絲，但不可以用硫酸()(4)對某溶液做焰色反應實驗時，未看到紫色，證明無K＋()答案(1)×(2)×(3)√(4)×1．某同學設計了如下實驗檢驗某溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)：溶液eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸))白色沉淀不溶解。結論：溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)。(1)已知該方案不夠嚴謹，請說明理由。(2)請你設計一個嚴謹?shù)姆桨?。答?1)如果該溶液中含有Ag＋而不含SOeq\o\al(2－,4)，溶液中的Ag＋與Cl－反應生成的氯化銀也是不溶于酸的白色沉淀。(2)溶液eq\o(→,\s\up7(稀鹽酸))無明顯現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(BaCl2溶液))白色沉淀，先加稀鹽酸無明顯現(xiàn)象，就排除了COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋等離子的干擾。2．有5瓶白色固體試劑，分別是氯化鋇、氫氧化鈉、硫酸鈉、硫酸銨、無水硫酸銅。現(xiàn)只提供蒸餾水，通過下面的實驗步驟即可鑒別它們。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)取適量固體試劑，分別加入5支試管中，加入適量蒸餾水，振蕩試管，觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，被檢出的化學物質是________。(2)分別取未檢出的溶液，向其中加入上述已檢出的溶液，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象寫出相應的化學方程式：第1支試管中有白色沉淀生成：__________________________________________________；第2支試管中有藍色沉淀生成：____________________________________________________。被檢出物質的化學式分別是__________、____________。(3)鑒別余下未檢出物質的方法和觀察到的現(xiàn)象是____________________________________。答案(1)5種固體全部溶解，4支試管中得到無色溶液，1支試管中得到藍色溶液CuSO4(或無水硫酸銅)(2)BaCl2＋CuSO4=BaSO4↓＋CuCl22NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4BaCl2NaOH(3)分別另取少量未檢出的溶液，向其中加入NaOH溶液并加熱，若產生刺激性氣味的氣體(或使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體)，說明該物質是(NH4)2SO4，另一瓶為Na2SO4解析將BaCl2、NaOH、Na2SO4、(NH4)2SO4、CuSO4(無水)這五種物質分別加入蒸餾水溶解，這五種物質都能溶于水，且CuSO4溶于水后形成藍色溶液，其他四種物質溶于水都形成無色溶液，由此可檢驗出CuSO4；再將CuSO4溶液滴加到其余四種物質的溶液中：BaCl2＋CuSO4=BaSO4↓(白)＋CuCl2,2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓(藍)＋Na2SO4，Na2SO4＋CuSO4(不反應)，(NH4)2SO4＋CuSO4(不反應)，從而又檢驗出BaCl2和NaOH；剩余的為Na2SO4、(NH4)2SO4，可利用NaOH溶液再檢驗出(NH4)2SO4，因為(NH4)2SO4＋2NaOHeq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2H2O＋2NH3↑，會產生有刺激性氣味或使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體。物質檢驗的基本要求(1)反應要有明顯的現(xiàn)象。(2)排除干擾物的影響。如檢驗Cl－時，COeq\o\al(2－,3)能與Ag＋結合生成沉淀，故應加稀硝酸除去，來排除COeq\o\al(2－,3)的干擾；檢驗SOeq\o\al(2－,4)時，COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)均能與Ba2＋結合生成白色沉淀，故先加入稀鹽酸排除上述兩種離子存在的可能，但不能加入稀硝酸，因硝酸能將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)。二、物質性質和變化的探究1．實驗探究物質的性質和變化(1)CO2的性質和變化實驗現(xiàn)象溶液變成紅色氣泡逸出，溶液變成紫色結論有酸性物質生成酸性物質不穩(wěn)定(2)通過實驗研究鋁的性質實驗操作主要現(xiàn)象結論打磨鋁片，觀察打磨后為銀白色鋁是銀白色金屬，鋁在空氣中易被氧化，形成一層氧化膜：4Al＋3O2=2Al2O3加熱未打磨的鋁片鋁片內部熔融但不下滴表層有一層Al2O3，且熔點高于Al單質鋁片均溶解，且均有氣泡產生Al既能與鹽酸反應，又能與NaOH溶液反應：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2.設計實驗方案探究影響雙氧水分解速率的因素(提示：控制單一變量)實驗序號實驗方案現(xiàn)象結論①氣泡產生較慢實驗①②說明濃度越大，H2O2分解速率越快；實驗①③說明溫度越高，H2O2分解速率越快；實驗①④說明在MnO2催化作用下，H2O2分解速率加快②氣泡產生非常慢③氣泡產生較快④氣泡產生非?？煳镔|變化往往受到多個因素的影響，在研究化學反應與外界因素之間的關系時，對影響物質變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素的變化所產生的影響，有利于在研究過程中，迅速尋找到物質變化的規(guī)律。(1)化學實驗是探究物質性質和變化的主要方法()(2)確定要研究的化學問題之后，提出假設，假設是有化學原理作為依據(jù)的，不是憑空臆測()(3)將CO2通入水中，滴入幾滴紫色石蕊試液，溶液變紅色，說明CO2的水溶液顯酸性()(4)鋁是金屬，只與酸反應，放出H2()(5)MnO2在H2O2的分解反應中起催化劑作用，故加入MnO2能加快H2O2的分解速率()答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√草木灰是草本和木本植物燃燒后的殘余物，含有碳酸鉀，可用作肥料?，F(xiàn)有一份草木灰樣品，請設計實驗檢驗其中含有碳酸鉀。答案實驗步驟實驗現(xiàn)象結論(1)將草木灰樣品溶于蒸餾水中液體渾濁－(2)將(1)得到的渾濁液體過濾得到澄清濾液－(3)將濾液加熱濃縮－－(4)用鉑絲蘸取溶液，在酒精燈火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃觀察火焰呈紫色溶液中含K＋(5)取適量溶液于一個小燒杯中，倒入足量的CaCl2溶液，過濾取濾渣，加入足量的稀鹽酸并在燒杯口蓋上涂有澄清石灰水的玻璃片產生白色沉淀，產生大量無色無味的氣體，澄清石灰水變渾濁溶液中含COeq\o\al(2－,3)，草木灰中含K2CO3解析本題考查了COeq\o\al(2－,3)和K＋的檢驗方法，實驗證實草木灰的主要成分是K2CO3，主要是證明COeq\o\al(2－,3)和K＋的存在，根據(jù)碳酸鈣為沉淀，且與酸反應生成氣體，且該氣體能夠使澄清石灰水變渾濁來解答。1．下列溶液中離子檢驗的結論正確的是()A．加稀鹽酸產生無色無味氣體，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，原溶液可能含有COeq\o\al(2－,3)B．加入BaCl2溶液有白色沉淀產生，再加鹽酸，沉淀不溶解，原溶液一定含有SOeq\o\al(2－,4)C．加入AgNO3溶液有白色沉淀產生，原溶液一定含有Cl－D．加入Na2CO3溶液有白色沉淀產生，再加鹽酸，白色沉淀消失，原溶液一定含有Ba2＋答案A解析A項，原溶液中含有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)均會出現(xiàn)題述現(xiàn)象；B項，原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)或Ag＋；C項，含Cl－、COeq\o\al(2－,3)等的溶液均可與Ag＋反應產生白色沉淀；D項，含Ca2＋、Ba2＋、Mg2＋的溶液均可與COeq\o\al(2－,3)反應生成能溶于鹽酸的白色沉淀。2．某物質灼燒時，焰色反應為黃色，下列判斷正確的是()A．該物質一定是鈉的化合物B．該物質一定含鈉元素C．該物質一定是金屬鈉D．該物質中不含鉀元素答案B解析焰色反應是元素的性質。焰色反應為黃色，說明該物質一定含鈉元素，既可能是金屬鈉，也可能是鈉的化合物，B正確。3．下列實驗可實現(xiàn)鑒別目的的是()A．用稀硫酸鑒別銀和鋁兩種金屬B．用硝酸銀溶液鑒別氯化鉀溶液和氯化鈉溶液C．用二氧化碳鑒別氫氧化鈉溶液和氯化鈉溶液D．用氯化鋇溶液鑒別硝酸銀溶液和碳酸鈉溶液答案A解析用稀硫酸能鑒別銀(不溶解，無氣體產生)和鋁(能溶解，產生氣體)；用硝酸銀溶液不能鑒別氯化鉀溶液(產生白色沉淀)和氯化鈉溶液(產生白色沉淀)；用二氧化碳不能鑒別氫氧化鈉溶液(無明顯現(xiàn)象)和氯化鈉溶液(無明顯現(xiàn)象)；用氯化鋇溶液不能鑒別硝酸銀溶液(產生白色沉淀)和碳酸鈉溶液(產生白色沉淀)。4．有一包白色粉末，其中可能含有硝酸鋇、氯化鈣、碳酸鉀?，F(xiàn)做以下實驗：①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成；②向①的懸濁液中加入過量的稀硝酸，白色沉淀消失，并有氣泡產生；③取少量②的溶液滴入硝酸銀溶液中，有白色沉淀生成。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，回答下列問題：(1)原白色粉末中肯定含有________________________(填化學式)。(2)寫出硝酸鋇與碳酸鉀反應的化學方程式：_______________________________________。(3)寫出氯化鈣與碳酸鉀反應的化學方程式：_______________________________________。(4)寫出碳酸鈣跟硝酸反應的化學方程式：_________________________________________。答案(1)K2CO