資源簡介

2.1 第2課時　物質的檢驗
【學習目標】
1.學會Cl-、S、C、N等離子的檢驗方法。
2.學會焰色反應的實驗操作,能用焰色反應檢驗K+和Na+。
3.能設計簡單的實驗方案探究某些常見物質的組成成分。
【合作探究】
【學習情境】
　　痕跡檢驗是指運用刑事科學技術手段,發現、提取、分析、檢驗鑒定犯罪分子遺留在案件現場的各種痕跡物證,為偵察破案提供線索和證據。痕跡檢驗包括手印、足跡、工具痕跡、牙齒痕跡的檢驗等。手印是犯罪現場常見的痕跡之一,包括指印和掌印。人的手指、手掌遍布乳突線,乳突線上有汗孔,分泌的汗液附在皮膚表面。用手觸摸物體時極易留下手印,一般不易被肉眼看出,故稱無色汗液手印,又稱潛在手印。由于無色手印中有汗液及污垢物質,可用物理方法和化學方法染色顯現。現場發現的手印,可以作為判斷犯罪人數、罪犯活動情況和罪犯個人特點的依據。
任務1　幾種常見離子的檢驗
【新知生成】
實驗探究N、Cl-、S的檢驗
實驗操作 現象 化學方程式
取兩支試管,分別加入2mL NH4Cl、(NH4)2SO4溶液,再各加入2mL NaOH溶液,加熱試管,將濕潤的紅色石蕊試紙(或pH試紙)靠近試管口,觀察試紙顏色的變化
取兩支試管,分別加入2mL NH4Cl、KCl溶液,再各滴加幾滴AgNO3溶液和稀硝酸,觀察實驗現象
取兩支試管,分別加入少量(NH4)2SO4、K2SO4溶液,再各滴加幾滴稀鹽酸和BaCl2溶液,觀察實驗現象
　　【答案】產生了有刺激性氣味的氣體,濕潤的紅色石蕊試紙變藍　NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O,(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O　有白色沉淀生成　NH4Cl+AgNO3AgCl↓+NH4NO3,KCl+AgNO3AgCl↓+KNO3　有白色沉淀生成　(NH4)2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NH4Cl,K2SO4+BaCl2BaSO4↓+2KCl
【核心突破】
典例1　下列是對某水溶液進行離子檢驗的方法和結論,其中正確的是(　　)。
A.某溶液與NaOH溶液共熱,產生使濕潤的藍色石蕊試紙變紅的氣體,說明原溶液中存在N
B.向溶液中加入AgNO3溶液時,產生白色沉淀,說明原溶液中一定含有Cl-
C.向固體中加入稀鹽酸,產生了無色無味的氣體,證明該固體中一定含有C
D.向某溶液中滴加BaCl2溶液,產生白色沉淀,說明原溶液中可能存在Ag+或S或C等
【答案】D
【解析】A項,某溶液與NaOH溶液反應不可能產生使濕潤的藍色石蕊試紙變紅的酸性氣體;B項,與AgNO3溶液反應能產生白色沉淀的離子有Cl-、C、S、S等;C項,原溶液中也可能有HC;D項,向某溶液中加入BaCl2溶液,產生的白色沉淀可能是AgCl、BaSO4、BaCO3等。
歸納總結
1.根據實驗時生成物所表現的現象不同,檢驗離子的方法可歸納為三類:
(1)生成氣體,如N等離子的檢驗;
(2)生成沉淀,如Cl-、S等離子的檢驗;
(3)顯現特殊顏色,如Fe3+、Cu2+等離子的檢驗。
2.掌握4種離子的一般檢驗方法
(1)C白色沉淀無色無味氣體變渾濁
(2)N氣體變藍色
(3)S無明顯現象白色沉淀
(4)Cl-白色沉淀沉淀不溶
訓練1　對一份稀溶液做初步分析后發現,溶液無色、澄清,其中可能含有S、Na+、C、H+、N、Cl-等離子中的若干種,然后又進行了如下分析,以確定這些離子是否大量存在。
①用pH試紙測定該溶液的酸堿性,結果pH試紙顯紅色。
②取2 mL該溶液用BaCl2溶液和稀硝酸進行檢驗,結果生成了白色沉淀。
③對②中所得的混合物充分靜置后,取其澄清的液體用AgNO3溶液和稀硝酸進行檢驗,結果又生成了白色沉淀。
(1)溶液中一定大量存在的離子是　　　　,一定不大量存在的離子是　　　　。
(2)在上述實驗操作中,有錯誤的步驟是　　　　(填寫序號)。對該錯誤改正的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(要作較詳細的說明)。
【答案】(1)H+、S　C　(2)③　另取原溶液2 mL,用AgNO3溶液和稀硝酸進行檢驗
【解析】 pH試紙顯紅色,說明溶液中有大量的H+,有H+就不能有大量的C。用BaCl2溶液和稀硝酸檢驗時生成了白色沉淀,說明溶液中有S。由于BaCl2溶液中含有Cl-,第③步操作是錯誤的,應另取原溶液進行Cl-的檢驗,以確定原溶液中是否存在Cl-。
任務2　認識焰色反應和現代分析儀器
【新知生成】
一、焰色反應
1.概念:許多　　　　在火焰上灼燒時都會使火焰呈現特殊的顏色,這叫作焰色反應。
2.實驗:探究鈉、鉀的焰色反應
實驗操作 實驗現象
取一根潔凈的鉑絲(或細鐵絲),用稀鹽酸洗滌后放在酒精燈(或煤氣燈)火焰上灼燒至無色。用鉑絲蘸取少量KCl溶液,置于火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色。 火焰呈　　　
再用稀鹽酸洗凈鉑絲,并在火焰上灼燒至無色,蘸取少量NaCl溶液,重復以上實驗,觀察實驗現象。 火焰呈　　　
　　二、現代分析儀器
用　　　　確定物質中是否含有C、H、O、N、S、Cl、Br等元素;用　　　　確定物質中是否存在某些有機原子團;用　　　　確定物質中含有哪些金屬元素等。
【答案】一、1.金屬或它們的化合物　2.紫色　黃色　二、元素分析儀　紅外光譜儀　原子吸收光譜儀
【核心突破】
典例2　用焰色反應檢驗NaOH溶液中的鈉元素時,在用鉑絲蘸取NaOH溶液之前必須進行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。確保該實驗能成功進行的關鍵因素是　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　。
【答案】將鉑絲用鹽酸洗滌后灼燒,反復多次,直至火焰變為無色　鉑絲要洗凈,避免其他離子的干擾　酒精燈芯不被污染　待測溶液的濃度不能太小(或其他合理答案)
歸納總結
1.焰色反應實驗的操作順序
2.焰色反應的注意事項
(1)焰色反應產生的火焰顏色與元素的存在形式無關,如灼燒鈉的化合物和鈉單質時,火焰顏色均為黃色。
(2)焰色反應常用于實驗室中對金屬元素(主要是鈉和鉀)進行鑒別或鑒定。不是所有金屬及其化合物灼燒時均呈現特殊顏色,如Pt、Fe灼燒時沒有特殊焰色。
(3)觀察鉀元素的焰色反應時應透過藍色鈷玻璃,避免鈉元素對其產生干擾。
(4)蘸取待測物質時使用的金屬絲最好是鉑絲,也可用光潔無銹的鐵絲來代替。
訓練2　某溶液中可能含有下列離子:Na+、S、C、HC、N、Cl-,分別取少量溶液依次進行如下實驗,請根據要求填空:
(1)用pH試紙測得溶液呈酸性;
(2)加入過量Ba(OH)2溶液,無沉淀生成,經加熱,逸出的氣體能夠使濕潤的紅色石蕊試紙變藍;
(3)加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述實驗說明溶液中一定存在的離子是　　　　　　　　;一定不存在的離子是　　　　　　　　;還無法確定的離子是　　　　,為進一步確定其是否存在,需進行的實驗是　　　　。
【答案】N、Cl-　C、HC、S　Na+　焰色反應
【解析】實驗(1)說明溶液中不含C和HC;實驗(2)說明溶液中有N,無S;實驗(3)說明溶液中有Cl-;實驗中無法說明溶液中是否含有Na+,Na+是否存在要通過焰色反應檢驗。
課堂小結
【隨堂檢測】
1.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.該物質中一定不含鉀元素
【答案】B
【解析】鈉元素的焰色是黃色,鉀元素的焰色是紫色,但觀察鉀元素的焰色時要透過藍色鈷玻璃,以濾去鈉元素的黃光的干擾,做焰色反應實驗時,直接觀察時看到火焰呈黃色,說明肯定含鈉元素,不能判斷是否含鉀元素。
2.實驗室有三瓶失去標簽的試劑,分別是Na2CO3、NaCl、AgNO3。只選擇一種試劑一次就能把它們區別開來,這種試劑是(　　)。
A.鹽酸 B.氫氧化鈉溶液 C.硝酸鋇溶液 D.硝酸
【答案】A
3.根據下列實驗操作與現象得出的結論正確的是(　　)。
選項 實驗操作 現象 結論
A 向某溶液中滴加澄清石灰水 產生白色沉淀 該溶液中一定含C
B 向某溶液中加入NaOH溶液并加熱 產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體 該溶液中一定含N
C 向某溶液中滴加硝酸銀溶液 產生白色沉淀 該溶液中一定含Cl-
D 向某溶液中滴加氯化鋇溶液 產生白色沉淀 該溶液中一定含S
　　【答案】B
4.有一瓶澄清的溶液,其中可能含有K+、Ba2+、Mg2+、Fe3+、Cl-、C、S,取該溶液進行以下實驗:
(1)取pH試紙檢驗,表明溶液呈強酸性,排除　　　(填離子符號,下同)的存在。
(2)另取部分溶液逐滴加入NaOH溶液,使溶液從酸性逐漸變為堿性,在滴加過程中和滴加完畢后,溶液中均無沉淀產生,則可排除　　　　的存在。
(3)取上述堿性溶液,向其中滴加Na2CO3溶液,有白色沉淀生成,可排除　　　　存在。
(4)根據以上實驗事實確定:該溶液中肯定存在的離子是　　　　;可能存在的離子是　　　　,為進一步確定其他離子是否存在,應該補充的實驗是(寫出實驗的名稱、基本操作步驟和現象)　 　。
【答案】(1)C　(2)Mg2+、Fe3+　(3)S　(4)Ba2+、Cl-　K+　焰色反應;用潔凈的鉑絲蘸取待測液在酒精燈的火焰上灼燒,透過藍色的鈷玻璃觀察,若火焰呈紫色,則說明其中含有K+,否則不含K+
【解析】由實驗(1)可知溶液中有大量H+,因為C和H+不能大量共存,所以肯定溶液中沒有C;由實驗(2)可以肯定溶液中沒有Mg2+和Fe3+;根據實驗(3)可知溶液中有Ba2+,因為Ba2+和S不能共存,所以溶液中無S;根據電中性原理,溶液中一定要有陰離子,所以肯定含有Cl-。
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