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2019-2020年高中化學 專題三 物質(zhì)的檢驗與鑒別 課題1 牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗教學案 蘇教版選修6 　【學考報告】 知識條目 加試要求 ①牙膏的主要成分及其功能 ②檢驗牙膏中含有的碳酸鈣、甘油的化學原理和操作方法 ③火柴起火的原理 ④火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗原理和操作方法 ⑤物質(zhì)檢驗的方案設計 a b a b c 一、牙膏中某些成分的檢驗 1．牙膏的主要成分及其功能 2．牙膏中某些成分的檢驗 (1)牙膏中CaCO3、甘油的檢驗 化學原理與現(xiàn)象： CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁。 ＋2H2O (2)F－、Ca2＋的檢驗： ① ②Ca2＋的檢驗： CaCl2溶液中滴加(NH4)2C2O4溶液會產(chǎn)生白色沉淀Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓。 思考：檢驗牙膏中的CaCO3時，能否用稀硫酸代替稀鹽酸？ 提示　不能。因為稀硫酸與CaCO3反應，生成微溶物質(zhì)CaSO4，覆蓋在CaCO3表面，阻止反應的繼續(xù)進行。 二、火柴頭成分的檢驗 1．火柴頭所含成分 2．火柴頭中硫元素及氯元素的檢驗 點撥一、牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗注意事項 1．牙膏中某些成分的檢驗 (1)甘油的檢驗： ①檢驗甘油所用的Cu(OH)2必須新制。配制方法：向1 mL 0.5 molL－1的CuSO4溶液中加入幾滴1 molL－1 NaOH溶液，即可生成Cu(OH)2。 ②在檢驗醛基時也要用新制Cu(OH)2，但必須保證NaOH過量，否則實驗失敗。 ③牙膏中甘油的含量較低，所以新制Cu(OH)2不宜加得太多，否則加熱后會生成黑色沉淀。 (2)CaCO3的檢驗： 既要檢驗出陰離子為CO，還要檢驗陽離子為Ca2＋。 2．火柴頭中某些成分的檢驗 (1)檢驗火柴頭燃燒產(chǎn)物中有SO2： ①實驗所用的酸性KMnO4溶液濃度為0.000 5 molL－1，濃度小，增強實驗效果。 ②在教材方案1中為增強實驗效果，可將上面的燒杯改為小燒杯；在方案2中，點燃火柴頭時要在開始的瞬間抽取氣體，待火柴梗燃燒時，停止抽取氣體。 ③除課本給出方案1、2外，用KMnO4檢驗SO2還可設計為：將一滴酸性KMnO4溶液滴在濕潤的濾紙上，在濾紙下方用點燃的火柴頭熏一下。 (2)火柴頭中氯元素的檢驗： KClO3中無Cl－，可通過加熱或加入還原劑將ClO轉(zhuǎn)化為Cl－，再加入稀硝酸酸化的AgNO3來檢驗。 點撥二、物質(zhì)的檢驗 物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)、化學性質(zhì)也就不同。因此，物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的檢測都是從物質(zhì)的性質(zhì)入手的。物質(zhì)的檢測就是利用物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學性質(zhì)測定其組成、含量和結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的檢測目的和任務，可分為定性檢測、定量檢測和結(jié)構(gòu)的測定。 物質(zhì)的定性檢測就是物質(zhì)的檢驗。 物質(zhì)的檢驗通常有鑒定、鑒別和推斷三類，它們的共同點是：依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應，選擇適當?shù)脑噭┖头椒?，準確觀察反應中的明顯現(xiàn)象，如顏色的變化、沉淀的生成和溶解、氣體的產(chǎn)生和氣味、火焰的顏色等，進行判斷、推理。物質(zhì)的特征性質(zhì)或反應是檢驗和鑒別的主要依據(jù)。 三者的不同點見下表： 檢驗類型 鑒別 利用不同物質(zhì)的性質(zhì)差異，通過實驗將它們區(qū)別開來 鑒定 根據(jù)物質(zhì)的特性，通過實驗檢驗出該物質(zhì)的成分，確定它是否是這種物質(zhì) 推斷 根據(jù)已知實驗及現(xiàn)象，分析判斷，確定被檢的是什么物質(zhì)，并指出可能存在什么，不可能存在什么 1.物質(zhì)檢驗的基本步驟 (1)觀察試樣 確定其狀態(tài)、顏色、氣味等。 (2)準備試樣 不論是固體試樣還是液體試樣，都只能取少量試樣配成溶液，且觀察試樣是否溶解，溶解過程中有無氣體產(chǎn)生等，以初步判斷可能為哪種物質(zhì)。 (3)檢驗 在檢驗配好溶液中的離子時，每次均應移取少量溶液進行檢驗。 2．物質(zhì)檢驗的一般程序與思路 (1)固體物質(zhì)的檢驗 (2)液體物質(zhì)的檢驗 [典例剖析] 牙膏是生活必需品。下面是牙膏中某些主要成分的檢驗流程圖： 請回答下列問題： (1)在①中加水、攪拌、靜置后，接下來的實驗操作名稱是________，所需要的主要玻璃儀器有_______________________________________________ _____________________________________________________________。 (2)在②中用pH試紙測溶液的pH的操作方法是_______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (3)寫出④中發(fā)生反應的化學方程式：_________________________________ _________________________________________________________________。 (4)在⑥中檢驗Ca2＋的存在，除可用焰色反應外，還可利用Ca2＋和________溶液的反應來進行。 解析　(1)牙膏加蒸餾水混合后可能形成膠狀物，攪拌后，要等其分層后再傾析分離固體沉淀物和溶液，也可用過濾法，過濾時所用主要玻璃儀器為玻璃棒、燒杯、漏斗。 (2)使用pH試紙測溶液pH的方法為用潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點試紙中部，再與標準比色卡對比。 (3)用新制Cu(OH)2檢驗甘油的原理為 (4)檢驗Ca2＋，通常用(NH4)2C2O4，發(fā)生離子反應為Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓。 答案　(1)過濾 玻璃棒、燒杯、漏斗 (2)用玻璃棒蘸取少量待測液將其點在潔凈干燥表面皿中的pH試紙上，再與標準比色卡進行對比 (3) (4)草酸銨 借題發(fā)揮 離子的檢驗要依據(jù)離子的特征反應 如果待檢測的是含有多種不同離子的混合物，在物質(zhì)中各離子間的特征反應相互間不存在干擾的情況下，可以把待測溶液分成幾份后，用與上例類似的方法逐一鑒定。如果各離子間的特征反應相互間存在干擾，則需要先設法使離子分離，例如利用沉淀反應，按性質(zhì)相近與否將離子逐次分組分離，再分別逐一檢測。 [跟蹤訓練] 1．檢驗某牙膏中不溶于水的成分是否含有Al(OH)3，可采用的方法是(　　) A．取濾渣加入稀氨水中，不能溶解 B．取濾渣加入NaOH溶液中，能溶解 C．取濾渣加入稀鹽酸中，能溶解 D．取濾渣平分成兩等份，分別加入NaOH溶液和稀鹽酸中，均能溶解 解析　物質(zhì)的檢驗一般利用物質(zhì)的特征反應。Al(OH)3是兩性氫氧化物，既能溶于強酸又能溶于強堿。 答案　D 2．火柴頭上通常含有氯酸鉀、二氧化錳、硫等物質(zhì)。某研究性學習小組進行火柴頭中有關(guān)物質(zhì)的實驗探究： (1)檢驗火柴頭中含有硫：將兩根火柴放在如圖所示實驗裝置的漏斗下面，將火柴點燃，慢慢拉動注射器活塞進行抽氣，讓火柴燃燒后產(chǎn)生的氣體通入稀品紅溶液中，觀察到品紅溶液褪色。 ①燃燒產(chǎn)生的氣體中一定含有___________________________________。 ②某同學提出用如下圖所示方法進行實驗更為簡便。他的操作是： a．當圖中所示火柴頭燃燒完時，立即移出火柴； b．_________________________________________________________ (2)測定火柴頭中的KClO3的含量主要步驟如下： A．刮取火柴頭，小心研碎，稱得質(zhì)量為2.45 g； B．用適量蒸餾水充分浸泡后過濾、洗滌殘渣； C．往裝有濾液和洗滌液的燒杯中加入過量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，攪拌，充分反應后，過濾、洗滌沉淀； D．干燥沉淀物，稱得其質(zhì)量為1.435 g。 ①實驗中發(fā)生的反應是KClO3＋3NaNO2＋AgNO3===AgCl↓＋3NaNO3＋KNO3，反應中AgNO3、NaNO2均需要過量的原因是_______________________。 ②實驗測得火柴頭中KClO3的質(zhì)量分數(shù)為________； ③如果B步中未洗滌沉淀殘渣，測得KClO3的質(zhì)量分數(shù)將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)，如果C步中未洗滌AgCl沉淀，測得KClO3的質(zhì)量分數(shù)將________。 解析　(1)①能使品紅溶液褪色的是SO2。 (2)①要使實驗減小誤差，保證氯元素完全轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀，必須加入過量的AgNO3和NaNO2；②依原子守恒易得n(KClO3)＝n(AgCl)＝1.435 g/143.5 gmol－1＝0.01 mol，所以w(KClO3)＝(0.01 mol122.5 gmol－1/2.45 g)100%＝50%；③B步不洗滌沉淀會造成KClO3損失，從而造成最終的AgCl沉淀量減少，故使結(jié)果偏??；C步不洗滌沉淀會造成AgCl沉淀量增加，故會使結(jié)果偏大。 答案　(1)①SO2(或二氧化硫)　②迅速將甲燒杯扣在乙燒杯上，充分振蕩乙燒杯 (2)①確保KClO3中氯元素全部轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀 ②50%?、燮　∑? 歸納總結(jié)　常見氣體和離子的常用鑒別方法 類別 方法 現(xiàn)象 酸 ①滴加石蕊試液 ②加Zn、Fe等金屬 ①試液變紅 ②產(chǎn)生可燃性氣體 堿 滴加酚酞試液 試液變紅 含Cl－的物質(zhì) 滴加AgNO3、HNO3 白色沉淀 含SO的物質(zhì) 滴加BaCl2、稀HCl 白色沉淀 含CO的物質(zhì) 滴加鹽酸產(chǎn)生氣體，通入澄清石灰水 白色沉淀 H2 點燃，火焰上方罩干燥小燒杯 有水珠出現(xiàn) CO 點燃，產(chǎn)生的氣體與澄清石灰水反應 白色沉淀 CO2 澄清石灰水 變渾濁 O2 帶火星木條 復燃 SO2 ①通入紫色的酸性KMnO4溶液、紅棕色的溴水等氧化劑中 ②通入到紅色的品紅溶液中 ①褪色 ②褪色，加熱，紅色又恢復