（河北專用）高中化學(xué) 第三單元 物質(zhì)的檢測(cè) 3.1.1 幾種無(wú)機(jī)離子的檢驗(yàn)優(yōu)質(zhì)課件 新人教版選修6

1、1第1 1課時(shí)幾種無(wú)機(jī)離子的檢驗(yàn)21.掌握幾種無(wú)機(jī)離子的檢驗(yàn)方法。2.學(xué)習(xí)鑒別和檢驗(yàn)不同無(wú)機(jī)化合物、混合物的思路和方法。3.了解檢測(cè)物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的常用方法。4.學(xué)習(xí)基本的化學(xué)檢測(cè)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,初步了解質(zhì)譜儀、核磁共振譜儀、紅外光譜儀等現(xiàn)代儀器在物質(zhì)檢測(cè)中的作用。3一二一、物質(zhì)的檢驗(yàn)物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)不同,物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)也就不同。因此,物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的檢測(cè)都是從物質(zhì)的性質(zhì)入手的。物質(zhì)的檢測(cè)就是利用物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)測(cè)定其組成、結(jié)構(gòu)和含量。根據(jù)不同的檢測(cè)目的和任務(wù),可分為定性檢測(cè)、定量檢測(cè)和結(jié)構(gòu)的測(cè)定。4一二二、物質(zhì)的定性檢測(cè)檢驗(yàn)利用不同物質(zhì)在物理、化學(xué)性質(zhì)上的差異進(jìn)行鑒別。1.常

2、用的檢驗(yàn)方法(1)化學(xué)法。根據(jù)物質(zhì)的某些特殊性質(zhì)、現(xiàn)象(反應(yīng)中溶液顏色的改變;沉淀的生成和溶解;氣體的生成和氣味;火焰的焰色特征等現(xiàn)象),確定被檢物質(zhì)的存在。(2)儀器分析法。采用譜學(xué)方法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),常用的譜學(xué)方法有:色譜法、紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振譜法等。譜學(xué)方法是依據(jù)物理性質(zhì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析的方法,屬于物理方法。5一二2.幾種分析儀器簡(jiǎn)介(1)核磁共振譜(NMR)。核磁共振譜分為氫譜(1H核磁共振)和碳譜兩類,其中比較常用的是氫譜。氫原子在分子中所處的化學(xué)環(huán)境不同,表現(xiàn)出的核磁性就不同,在核磁譜圖中就處于不同的位置,化學(xué)環(huán)境相同的氫原子越多,吸收峰面積(或高度)越大(或高)。因此氫譜

3、能夠測(cè)定有機(jī)化合物分子中氫原子在碳骨架上的位置和數(shù)目,進(jìn)而推斷出有機(jī)化合物的碳骨架結(jié)構(gòu)。6一二例如,對(duì)乙醇分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定是高中化學(xué)分子結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)典型例子。在乙醇的核磁共振氫譜中出現(xiàn)了三個(gè)不同的峰,且峰的面積之比是1 2 3,說(shuō)明了乙醇分子中存在三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,它們的個(gè)數(shù)比為1 2 3。7一二(2)紅外光譜(IR)。每種官能團(tuán)在紅外光譜中都有一個(gè)特定的吸收區(qū)域,因此從一未知物的紅外光譜就可以準(zhǔn)確判斷有機(jī)化合物含有哪些官能團(tuán)。紅外光譜不僅可以用于定性鑒定,還可以定量算出樣品的濃度。這些譜圖的綜合應(yīng)用,基本上可以確定樣品分子的結(jié)構(gòu)。8一二由乙醇的紅外光譜圖可知,乙醇分子中含有的化學(xué)鍵為

4、OH鍵、CH鍵和CO鍵。根據(jù)乙醇的核磁共振氫譜和紅外光譜圖得到乙醇的結(jié)構(gòu): 。9一二(3)質(zhì)譜(MS)。質(zhì)譜是近代發(fā)展起來(lái)的快速、微量、精確測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的方法。它用高能電子流等轟擊樣品分子,使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子。分子離子、碎片離子各自具有不同的相對(duì)質(zhì)量,它們?cè)诖艌?chǎng)的作用下到達(dá)檢測(cè)儀的時(shí)間將因質(zhì)量的不同而先后有別,其結(jié)果被記錄為質(zhì)譜圖。10一二分子離子與碎片離子的相對(duì)質(zhì)量與其電荷的比值稱為質(zhì)荷比。已知某未知物A質(zhì)譜圖(下圖),可推測(cè)未知物A的相對(duì)分子質(zhì)量為46。11一二市售胃舒平藥片的輔料中含淀粉,如何用實(shí)驗(yàn)證明?提示:將適量胃舒平藥片研碎后加入試管中,然后加水溶解

5、,再向試管中滴加碘水,溶液變藍(lán)色,表明胃舒平藥片中含淀粉。該實(shí)驗(yàn)是依據(jù)淀粉遇碘變藍(lán)的原理來(lái)檢驗(yàn)淀粉的存在。12一二一、鑒定、鑒別與推斷1.三者聯(lián)系與區(qū)別物質(zhì)的檢驗(yàn)通常有鑒定、鑒別和推斷三類,它們的共同點(diǎn):依據(jù)物質(zhì)的特殊性質(zhì)和特征反應(yīng),選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒?準(zhǔn)確觀察反應(yīng)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(jìn)行判斷、推理。物質(zhì)的特征性質(zhì)或反應(yīng)是檢驗(yàn)和鑒別的主要依據(jù)。不同點(diǎn)見下表:13一二2.注意事項(xiàng)物質(zhì)檢驗(yàn)的一般步驟是先對(duì)試樣進(jìn)行外觀觀察,確定其狀態(tài)、顏色、氣味等,然后準(zhǔn)備試樣。當(dāng)試樣是固體時(shí),一般先取少量試樣配成溶液,而后進(jìn)行檢驗(yàn)。在檢驗(yàn)配好的溶液中是否

6、含有某種離子時(shí),應(yīng)每次取少量待測(cè)溶液進(jìn)行檢驗(yàn),不應(yīng)將檢測(cè)試劑直接加入到全部待測(cè)溶液中。物質(zhì)檢驗(yàn)的核心是試劑的選擇和加入的順序。當(dāng)溶液中有多種離子存在時(shí),應(yīng)排除離子間的相互干擾(從檢驗(yàn)試劑加入順序考慮或按性質(zhì)相近與否將離子逐次分組分離,再分別逐一檢驗(yàn))。3.常用的檢驗(yàn)方法常用的檢驗(yàn)方法:觀察法、加熱法、水溶法、焰色反應(yīng)法、點(diǎn)燃法、指示劑法、顯色法、互滴法、兩兩混合法等。14一二二、常見離子的檢驗(yàn)1.常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn)陽(yáng)離子一般可用強(qiáng)堿溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。可根據(jù)生成沉淀的顏色加以區(qū)別,也可利用焰色反應(yīng)和離子的特征反應(yīng)進(jìn)行鑒別。幾種重要的陽(yáng)離子的檢驗(yàn):(1)H+:能使紫色石蕊溶液或橙色的甲基橙溶液變?yōu)榧t色。

7、(2)Na+、K+:用焰色反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)時(shí),它們的火焰分別呈黃色、淺紫色(透過(guò)鈷玻璃片)。(3)Ba2+:能使稀硫酸或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。(4)Mg2+:能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg(OH)2沉淀,該沉淀能溶于NH4Cl溶液。15一二(5)Al3+:能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色Al(OH)3絮狀沉淀,該沉淀能溶于鹽酸或過(guò)量的NaOH溶液。(6)Ag+:能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng),生成白色AgCl沉淀,不溶于稀硝酸,但溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(7) :銨鹽(或濃溶液)與NaOH濃溶液反應(yīng),并加熱,放出使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的有刺激性氣味的

8、NH3。(8)Fe2+:能與少量NaOH溶液反應(yīng),先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?；蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液,不顯紅色,加入少量新制的氯水后,立即顯血紅色。(9)Fe3+:能與KSCN溶液反應(yīng),生成血紅色Fe(SCN)3溶液;能與NaOH溶液反應(yīng),生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。16一二(8)Fe2+:能與少量NaOH溶液反應(yīng),先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?；蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液,不顯紅色,加入少量新制的氯水后,立即顯血紅色。2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(9)Fe3+:

9、能與KSCN溶液反應(yīng),生成血紅色Fe(SCN)3溶液;能與NaOH溶液反應(yīng),生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。172.常見陰離子的檢驗(yàn)可用熟知的陰離子的特征反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)。有時(shí)也可用強(qiáng)酸。根據(jù)生成物的顏色、狀態(tài)、氣味等加以鑒別。幾種重要的陰離子的檢驗(yàn):(1)OH-:能使無(wú)色酚酞溶液、紫色石蕊溶液、橙色的甲基橙溶液分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、黃色。(2)Cl-:能與硝酸銀溶液反應(yīng),生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(3)Br-:能與硝酸銀溶液反應(yīng),生成淡黃色AgBr沉淀,沉淀不溶于稀硝酸。(4)I-:能與硝酸銀溶液反應(yīng),生成黃色AgI沉淀,沉淀不溶于稀硝酸;也能與氯

10、水反應(yīng),生成I2,使淀粉溶液變藍(lán)。一二18一二19一二20知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)1 物質(zhì)的鑒別【例題1】 已知六種粉末分別是NaNO3、(NH4)2SO4、Al2O3、MgCl2、Ba(OH)2、無(wú)水CuSO4中的一種。除蒸餾水外不得使用任何其他試劑,對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行鑒別,并按要求填寫下列空白。(1)待測(cè)物+實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:;被檢出物質(zhì)的化學(xué)式:。 (2)待測(cè)物+實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:;被檢出物質(zhì)的化學(xué)式:。 (3)待測(cè)物+實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:;被檢出物質(zhì)的化學(xué)式:。 21知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2解析:用蒸餾水可將CuSO4(溶解后溶液呈藍(lán)色)、Al2O3(不溶于水)檢出,然后再用已檢出的物質(zhì)作試劑鑒別其余的物質(zhì)。答案:(1)蒸餾

11、水一種是藍(lán)色溶液,一種不溶于水CuSO4、Al2O3(2)CuSO4溶液生成藍(lán)色沉淀和白色沉淀Ba(OH)2(3)Ba(OH)2溶液一種只生成白色沉淀,一種產(chǎn)生刺激性氣味氣體和白色沉淀,一種無(wú)明顯現(xiàn)象MgCl2、(NH4)2SO4、NaNO3點(diǎn)撥不用其他試劑鑒別題目的分析步驟如下。先依據(jù)外觀特征,鑒別出其中的一種或幾種,然后再利用它們來(lái)鑒別其他物質(zhì);若均無(wú)明顯外觀特征,可考慮用加熱或焰色反應(yīng)區(qū)別;若題目限制以上兩種方法不能鑒別時(shí),可考慮兩兩混合法,根據(jù)混合后的現(xiàn)象分析確定。22知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)2 含有多種不同離子的混合物的檢驗(yàn)【例題2】 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)可能含有Fe3+、Al3+、Ag+、

12、Ba2+的混合溶液。解析:根據(jù)離子的特征反應(yīng)可設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案,但都要考慮離子反應(yīng)間的相互干擾。在檢驗(yàn)?zāi)骋浑x子時(shí),都要設(shè)法把干擾的離子除去。通常情況下,可用于分離或鑒別Fe3+、Al3+、Ag+、Ba2+的沉淀反應(yīng)如下表所示:23知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)224知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2答案: 25知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2點(diǎn)撥如果待檢測(cè)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(yīng)相互之間不存在干擾的情況下,可以把待測(cè)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(yīng)相互之間存在干擾,則需要先設(shè)法使離子分離,例如利用沉淀反應(yīng),按性質(zhì)相近與否將離子逐次分組分離,再分別逐一檢測(cè)。261 2 3 41能夠快速、微量、精確地測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的物理方法是 ()A.質(zhì)譜B.紅外光譜C.紫外光譜D.核磁共振氫譜解析:質(zhì)譜用于測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量。答案:A271 2 3