专题一 化学实验
化学实验的基础知识
物质的检验与鉴别
1.物质的检验
根据被检验物质的性质(主要是化学性质,也可以是特殊的物理性质)使被检验物质与加入的试剂产生作用,转变为某种已知物质,或产生某种特殊现象,从而确定被检验物质的成分。
2.物质检验的一般程序与思路
(1)固态物质的检验
(2)无色溶液的检验
(3)气态物质的检验
由于气态物质贮存困难,使用时易扩散,故检验时要尽可能利用其物理性质;若利用化学性质,则尽可能多用试纸。一般按下列顺序进行检验:
3.鉴别的常用方法
鉴别方法 | 适用范围、原理 | |
物理方法 | 观察法 | 观察被鉴别物质的状态、颜色等 |
嗅试法 | 判断气体或有挥发性物质的不同气味(有毒气体禁用) | |
水溶法 | 观察被鉴别物质在水中的溶解情况 | |
加热法 | 主要用于易升华的物质 | |
焰色反应法 | 常用于鉴别金属或金属离子 | |
化学方法 | 加热法 | 常用于易分解的物质 |
显色法 | 主要用于某些在特定试剂中显示特殊颜色的离子 | |
水溶法 | 常用于加水后有特殊现象的物质 | |
点燃法 | 主要用于鉴别有助燃性或可燃性的物质 | |
指定试剂法 | 主要根据待鉴别物质性质的差异来选择合适试剂 |
4.有机物鉴别与检验
有机物的种类繁多,含有不同的官能团,具有不同的化学性质,这决定了有机物鉴别的复杂性。对有机物的鉴别可以从以下几个方面进行总结。
(1)根据有机物的溶解性
通常是将有机物加入水中,观察其能否溶于水。用此方法可以鉴别乙酸和乙酸乙酯、乙醇和氯乙烷、甘油和油脂等。
(2)根据液态有机物的密度
观察不溶于水的有机物在水的上层还是下层,从而判断其密度比水的小还是大。用此方法可以鉴别硝基苯和苯、1-氯丁烷和四氯化碳等。
(3)根据有机物的燃烧情况
观察其是否可燃(大部分有机物都可燃,四氯化碳不可燃);燃烧时产生黑烟的多少(可区分乙烷、乙烯和乙炔,聚乙烯和聚苯乙烯等);燃烧时的气味(如识别聚氯乙烯、蛋白质等)。
(4)根据有机物官能团的性质
有机物分子中的官能团决定有机物的性质,有机物的性质反映了其分子中含有的官能团。检验有机物分子中官能团的常用试剂与方法如表所示:
物 质 | 试剂与方法 | 现象 |
不饱和烃 | 加入溴的四氯化碳溶液或酸性KMnO4溶液 | 溶液褪色 |
苯的同系物 | 加入酸性KMnO4溶液 | 溶液褪色 |
卤代烃 | 与NaOH水溶液混合加热,取水层,用稀硝酸酸化后,加入AgNO3溶液 | 有沉淀生成,根据沉淀的颜色,确定卤素的种类 |
醇 | 加入活泼金属钠;加入乙酸和浓硫酸加热 | 有气体放出;有果香味物质生成 |
醛基 | 加入银氨溶液、水浴加热;加入新制的Cu(OH)2、加热煮沸 | 有银镜生成;有红色沉淀生成 |
羧酸 | 加入紫色石蕊溶液;加入Na2CO3溶液 | 溶液显红色;有气体产生 |
酯 | 闻气味;与NaOH溶液混合、加热 | 果香味;油层消失 |
酚类 | 加入FeCl3溶液;加入溴水 | 溶液显紫色;产生白色沉淀 |
淀粉 | 加入碘水 | 溶液显蓝色 |
蛋白质 | 加入浓硝酸微热(对于含苯基的蛋白质);灼烧 | 显黄色;有烧焦羽毛的气味 |
5.阳离子的检验
(1)阳离子检验思路
根据题目要求,若是检验阳离子则选择最为灵敏的试剂和方法,若是离子检验和推断相结合的题目,则可能会涉及多种检验方法。
(2)注意一些金属离子(Cu2+、Fe2+、Fe3+)在水溶液中的颜色。
(3)注意一些离子之间的相互干扰以及排除干扰因素的方法,如Fe2+的检验需首先加入KSCN溶液排除Fe3+的干扰等。
(4)常见阳离子的检验
离子 | 检验试剂 | 主要实验现象 |
Ba2+ | 稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液 | 先加稀盐酸,不产生沉淀,然后加稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液生成白色沉淀 |
Mg2+ | NaOH溶液 | 生成白色沉淀,NaOH过量时沉淀不溶解 |
Al3+ | NaOH溶液或氨水 | 加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,但不溶于氨水 |
Fe3+(黄色) | NaOH溶液 | 生成红褐色沉淀 |
KSCN溶液 | 溶液呈红色 | |
Fe2+(浅绿色) | NaOH溶液 | 加NaOH溶液生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 |
KSCN溶液,新制氯水 | 加KSCN溶液,无明显现象,加新制氯水后溶液呈红色 | |
H+ | 紫色石蕊溶液 | 变红色 |
甲基橙溶液 | 变红色 | |
pH试纸 | 变红色 | |
锌粒 | 生成无色气体 | |
Cu2+(蓝色) | NaOH溶液 | 加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,若加热则沉淀变黑 |
H2S(或Na2S溶液) | 生成黑色沉淀 | |
Ag+ | 稀盐酸或氯化物溶液,稀硝酸 | 生成白色沉淀,不溶于稀硝酸 |
Cu2+(蓝色) | NaOH溶液 | 加NaOH溶液,加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,试纸变蓝 |
Na+ | 焰色反应 | 火焰呈黄色 |
K+ | 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃片) |
6.常见阴离子的检验
离子 | 检验试剂或方法 | 实验现象 |
OH‒ | ①取少量试液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液(或酚酞试液); ②用玻璃棒蘸取少量试液滴于红色石蕊试纸上 | ①紫色石蕊溶液变蓝(或酚酞试液变红); ②红色石蕊试纸变蓝 |
Cl‒ | 取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸 | 生成白色沉淀,且不溶于稀硝酸 |
Br‒ | 取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸 | 生成浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸 |
I‒ | ①取少量试液于试管中,向其中滴加少量AgNO3溶液,再加入稀硝酸; ②滴入淀粉溶液后再滴入氯水 | ①生成黄色沉淀,且不溶于稀硝酸; ②溶液显蓝色 |
CO32- | 氯化钡溶液、稀硝酸 | 生成白色沉淀,加稀硝酸后白色沉淀溶解,产生无色无味气体 |
HCO3- | 氯化钡溶液、稀盐酸 | 不生成沉淀,加稀盐酸,产生无色无味气体 |
SO32- | 氯化钡溶液、盐酸、品红溶液 | 先生成白色沉淀,加盐酸后白色沉淀溶解,将生成的气体通入品红溶液中,溶液褪色 |
SO42- | 取少量试液于试管中,向其中加入足量稀盐酸后,再加入BaCl2溶液 | 加入盐酸不产生沉淀,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀 |
NO3- | 加热浓缩溶液,加入浓硫酸和铜片 | 有红棕色的气体产生,溶液变蓝色 |
S2‒ | ①稀硫酸或盐酸; ②Pb(NO3)2溶液、稀硝酸 | ①生成无色有臭鸡蛋气味的气体; ②生成黑色沉淀,且不溶于稀硝酸 |
7.常见气体的检验
待检物 | 检验方法 | 注意事项 |
O2 | 使带火星的木条复燃 | |
H2 | 纯净的H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,混入空气后点燃有爆鸣声 | CH4、CO等在空气中燃烧也发出淡蓝色火焰,且产物能使澄清石灰水变浑浊 |
SO2 | 无色,有刺激性气味;能使品红溶液褪色, 加热后恢复红色;能使酸性KMnO4溶液褪色;能使溴水褪色;能使澄清石灰水变浑浊 | CO2也能使澄清石灰水变浑浊,应注意区别;SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同 |
CO2 | 能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭 | SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭,应注意区别 |
NO | 无色气体,接触空气时立即变为红棕色 | |
Cl2 | 黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝 | Cl2有毒,注意闻气味的方法 |
NO2 | 红棕色,有刺激性气味,通入水中生成无色溶液并产生无色气体,水溶液显酸性 | NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成,而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成 |
HCl | 无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成 | HCl极易溶于水,做相关实验时应防倒吸 |
NH3 | 无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟 | NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸 |
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