【培优导学案】浙教版科学九年级全册：4、物质的检验、鉴别、除杂 学案（含解析）

 物质的检验、鉴别、除杂

【回顾】

一、物质的鉴别

1．鉴定与鉴别的概念不同。鉴定是根据物质的特性，用化学方法对它的组成成分加以确认、证实。若待检验的物质为酸、碱、盐溶液，则对阴、阳离子都要加以鉴定。鉴别是根据几种物质的不同特性，用物理或化学的方法使之区分开来。

2．常见物质的鉴定与鉴别方法

(1)常见离子的鉴定

要求记住初中阶段常见离子的鉴定方法。如H＋和OH－可用酸碱指示剂、pH试纸等鉴定；    Cl－、SO42－、CO32－、NH4＋等可凭借与其他离子反应能产生沉淀或气体等现象进行鉴定；    Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋等可根据溶液中不同的颜色进行鉴定。

(2)物质的鉴别方法：选用鉴别方法时，先简单后复杂，先考虑物理方法后考虑化学方法。

①物理鉴别方法是利用物质的颜色、光泽、状态、溶解性、硬度、磁性等物理性质进行鉴别的，如铜和铝、铁粉与氧化铜粉末、CuSO4溶液和FeSO4溶液等都可以用物理方法直接鉴别。

②化学鉴别方法是通过物质在化学变化中呈现的不同现象，如颜色变化、出现沉淀、逸出气体等进行鉴别。

二、物质的除杂

1．除杂的原则

(1)一般情况下，所加的试剂要与杂质反应，不与要保留的物质反应。若所加试剂会和要保留的物质反应，则最后要转化为需要保留的物质，即除去杂质后要恢复要保留的物质的原有状态。

(2)除杂过程中不能增加新的杂质，也不能减少要保留的物质。应尽量选择既可除去杂质，又可增加要保留物质的方法，即可以将杂质转化为要保留物质的方法。

(3)若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。优先考虑物理方法，不行再用化学方法。

2．除杂的常用方法

(1)过滤法：即通过过滤，除去不溶性杂质。如除去粗盐中混有的少量泥沙，可将粗盐溶解于水，充分搅拌，然后过滤，再把滤液蒸发、烘干，即可得到不含泥沙的食盐。

(2)结晶法：当两种固体物质的溶解度相差很大时，可利用结晶的方法将杂质除掉。如硝酸钾中混有少量的氯化钠，可用降温结晶的方法除去氯化钠。

(3)溶解法：将杂质用化学方法溶解。如用化学方法除去铜粉中的少量铁粉，可往混合物中加入过量盐酸，充分反应后过滤，即得到不含铁的铜粉。Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。

(4)沉淀法：加入某种试剂，跟杂质反应形成沉淀，滤去沉淀，即可除去杂质。如要除去NaOH溶液中的少量Na2CO3，可加入适量的石灰水，滤去CaCO3沉淀，即可达到除去Na2CO3的目的。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。

(5)化气法：加入某种试剂，跟杂质反应，使其转化为气体逸出，即可除掉杂质。如用盐酸除去NaCl中的Na2CO3。

(6)加热法：通过加热，使杂质分解，从而除掉杂质。如要除去Na2CO3中混有的NaHCO3，就可以用加热的方法。2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

(7)吸收法：用某种物质作吸收剂，把杂质吸收。如实验室用锌跟盐酸反应制取氢气时，氢气中常含有少量的氯化氢气体和水蒸气，欲得到纯净、干燥的氢气，可用下列洗气装置将氯化氢气体和水蒸气吸收，以达到除杂的目的。

图4－1

例1　一包白色固体可能由碳酸钠、硫酸钾和氯化钠中的一种或几种组成，取固体少许溶于水中，加入过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸。过滤后，在滤液中加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀。原固体物质的组成中(　　)

A．一定有K2SO4，可能有NaCl 

B．一定有NaCl

C．一定有Na2CO3 

D．一定有K2SO4和NaCl

[答案] A

 由加入过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸，可推断物质中含有硫酸钾，生成的沉淀是BaSO4。滤液中加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，该沉淀为AgCl，可推断滤液中有Cl－，但Cl－可能来源于加入的氯化钡，因此原固体中可能有氯化钠。

[方法点拨] 滤液中的可溶性氯化物可能来自后来加入的氯化钡，也可能来自原化合物。初中阶段有两种不溶于硝酸的白色沉淀：BaSO4和AgCl。

例2　下列除杂质所选用的试剂及操作方法均正确的一组是(括号内为杂质，所选试剂均足量)(　　)

[答案] B

 A选项中，CO2中混有HCl气体，若选用NaOH溶液，会把两种气体都吸收了。C选项中，CaO中混有CaCO3，CaCO3不溶于水，虽然过滤可除去，但CaO跟水反应会生成Ca(OH)2。D选项中，H2SO4中混有HCl，如果加入BaCl2溶液，反而把H2SO4除去了，生成了杂质HCl。

[方法点拨] 除杂时，还要考虑除杂反应中生成物是否带入了新的杂质，杂质与要提纯的物质是否容易分离。

1. 除去下列物质中含有的少量杂质(括号内为杂质)，所用试剂及主要操作均合理的是(　　)

A．N2(O2)：木炭、点燃

B．Cu(CuO)：稀硫酸、过滤

C．NaCl固体(KCl)：水、过滤

D．NaOH溶液(Na2CO3)：CaCl2溶液、过滤

2．(多选)下列混合物可用沉淀法除去杂质(括号内的物质是杂质)的是(　　)

A．KNO3[Ba(NO3)2]

B．NaCl(KNO3)

C．NaNO3(NaCl)

D．Ca(NO3)2(NaNO3)

3．下列混合物中的杂质(括号内的物质是杂质)适宜用化气法除去的是(　　)

A．NaNO3[Ba(NO3)2]

B．NaCl[Mg(OH)2]

C．KNO3(K2CO3)

D．Na2SO4(MgSO4)

4．下列气体中的杂质(括号内的物质是杂质)用吸收法除去，所选试剂正确的是(　　)

A．O2(H2O)：用浓硫酸除水

B．CO2(HCl)：用NaOH溶液除HCl

C．NH3(H2O)：用浓硫酸除水

D．CO2 (HCl)：用Na2CO3溶液除HCl

5．下列除去杂质所用的药品或方法，不正确的是(　　)

6.有甲、乙、丙、丁四种溶液，乙与丙混合产生的沉淀不溶于甲，乙与丁混合产生的沉淀可溶于甲，则四种溶液是(　　)

7.一包混有杂质的Na2CO3样品，其杂质可能是Ba(NO3)2、KCl、NaHCO3，现取10.6 g样品，溶于水得到澄清溶液，另取10.6 g样品，加入足量的盐酸，收集到4 g CO2，则下列判断正确的是(　　)

A．样品中混有KCl，也可能有NaHCO3

B．样品中一定混有NaHCO3，可能有KCl

C．样品中有NaHCO3，也有Ba(NO3)2

D．样品中只混有NaHCO3

8．a、b、c、d分别是Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl四种溶液中的各一种，它们两两混合后产生如下表所示的现象，则a、b、c、d依次是(　　)

A.Na2CO3、AgNO3、HCl、BaCl2

B．AgNO3、Na2CO3、BaCl2、HCl

C．HCl、AgNO3、BaCl2、Na2CO3

D．BaCl2、HCl、Na2CO3、AgNO3

9．(多选)某水溶液中含有以下离子中的若干种：K＋、Cl－、Ca2＋、Ba2＋、SO42－、CO32－，现取两份100 mL的溶液进行如下实验：

(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。

(2)第二份加足量BaCl2溶液后，得沉淀物6.27 g，经足量硝酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g，在所得滤液中加入AgNO3溶液有沉淀产生。

根据上述实验，以下关于该水溶液的推测正确的是(　　)

A．Cl－一定存在

B．100 mL溶液中K＋的质量不小于2.34 g

C．K＋一定存在

D．Ba2＋一定不存在，Ca2＋ 可能存在

10．某科学兴趣小组在课外活动中对某溶液进行了多次检测，其中三次检测结果如下表所示，请回答：

(1)三次检测结果中第________次检测结果不正确。

(2)在检测时，为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子，先向溶液中加入过量的稀硝酸，检验的离子是________；然后继续加入过量的________(填化学式)溶液，其目的是______________________；过滤后，再向滤液中加入__________________________(填化学式)溶液。

11．某化工厂排出的废水透明、澄清、略显蓝色。一同学取少量废水，加入过量的盐酸，有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。过滤，将所得的滤液分成两份，一份滤液中加入稀硫酸，也有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成；另一份滤液中加入过量氢氧化钠溶液，产生蓝色沉淀。试回答：

(1)加入过量的盐酸，生成的白色沉淀是________________(填化学式)。

(2)废水中一定含有的物质是________(填序号)。

A．氯化物        B．硫酸盐

C．硝酸盐        D．碳酸盐

12．现在自来水消毒用ClO2，而以前用的是Cl2，对人体健康不利。将SO2气体通入氯气的水溶液中至恰好完全反应，生成两种常见的酸。

(1)完成上述反应的化学方程式：Cl2＋SO2＋2H2O===________＋________。

(2)某同学为了证明所得混合酸中含有的两种酸根离子，设计实验加以确认，依次加入的试剂：①________，②________。

13．若从Na2CO3、Na2SO4、H2SO4、NaCl、NaNO3、Cu(NO3)2、HNO3七种溶液中取出其中的两种，进行混合及有关实验，所观察到的现象记录如下表。试根据各步实验及其现象先进行分步推断，再推断所取的两种溶液的可能组合。

答案

1．B　 A、D两项会引入新的杂质；C中两种固体都可溶于水。

2．AC　

3．C　 首先寻找杂质中能产生气体的离子，初中阶段常见的有CO32－、HCO3－、     NH4＋，本题中只有C选项中含有CO32－，可以添加与物质中的酸根离子组成相同的酸，即HNO3，使杂质转化为气体除去。

4．A　 除水蒸气常用浓硫酸和氢氧化钠固体，除其他气体时遵循只能与杂质反应的原则。

5．B　 盐酸能与过量的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再进行过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；CaO和CaCO3均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，而且会把原物质除去，不符合除杂原则；氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，再通过浓硫酸干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则。

6．C　 Na2CO3和CaCl2反应生成CaCO3沉淀，可以溶于盐酸中；AgNO3和KCl反应生成的AgCl沉淀不溶于硝酸，但AgNO3和KNO3不反应；Ba(OH)2和Na2SO4反应生成的BaSO4沉淀不溶于盐酸，Ba(OH)2和MgCl2反应生成的Mg(OH)2沉淀可以溶于盐酸；Ca(OH)2和K2CO3反应后生成的CaCO3沉淀能够溶于稀硝酸。

7．A　 混有杂质的碳酸钠加水后溶液澄清，则样品中一定不存在硝酸钡；纯净的碳酸钠质量为10.6 g时，会生成二氧化碳4.4 g，纯净的碳酸氢钠10.6时，生成的二氧化碳约是5.55 g，氯化钾不会与盐酸反应生成二氧化碳，现在取10.6 g样品，加入足量的盐酸，收集到4 g二氧化碳，说明样品中一定混有氯化钾，可能含有碳酸氢钠。

8．C　 a和d会生成气体，所以a、d是盐酸或碳酸钠中的一种，a和b会生成白色沉淀，a和c不会反应，所以a是盐酸，d就是碳酸钠，盐酸和b会生成白色沉淀，所以b是硝酸银，c就是氯化钡，两两混合后现象如下表所示：

推出的各种物质均满足题中的现象，所以a是盐酸，b是硝酸银，c是氯化钡，d是碳酸钠。

9．BC

 第一份溶液加入硝酸银溶液有沉淀产生，说明溶液中可能含有氯离子、碳酸根离子或硫酸根离子中的一种或几种。第二份溶液加入氯化钡溶液，得沉淀物6.27 g，经足量硝酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g，沉淀质量减少，说明加入氯化钡后产生两种沉淀，因此溶液中一定含有碳酸根离子和硫酸根离子；由于钙离子、钡离子能与碳酸根离子结合成沉淀，因此溶液中一定不含钙离子和钡离子，因为溶液中阴阳离子的电荷守恒，所以溶液中一定含有阳离子K＋，不能确定是否含有氯离子。

由上述分析可知，氯化钡与硫酸钾反应生成硫酸钡2.33 g，与碳酸钾反应生成碳酸钡      6.27 g－2.33 g＝3.94 g。根据化学方程式可求出生成的氯化钾的质量。

设氯化钡与碳酸钾反应生成氯化钾的质量为x。

K2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2KCl

      197   149

      3.94 g   x

＝　x＝2.98 g

设氯化钡与硫酸钾反应生成氯化钾的质量为y。

K2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2KCl

233  149

2.33 g   y

＝　y＝1.49 g

生成的氯化钾的质量为1.49 g＋2.98 g＝4.47 g，

4．47 g氯化钾中含钾元素的质量为4.47 g××100%＝2.34 g。

故100 mL溶液中K＋的质量不小于2.34 g。

10．(1)二

(2)碳酸根离子　Ba(NO3)2

检验并除尽硫酸根离子　AgNO3

 (1)第二次溶液中检测出的物质中，钡离子与碳酸根离子和硫酸根离子不能共存，故检测结果不正确。(2)要确定氯离子和硫酸根离子，需分别用银离子和钡离子检验。检验时必须排除碳酸根离子的干扰，所以首先应检验并除去碳酸根离子，可先加过量的硝酸，观察是否有气体生成。在检验氯离子和硫酸根离子时，要先检验硫酸根离子，因为硝酸银能与硫酸根离子反应生成硫酸银，是一种微溶性物质，所以先加过量的硝酸钡溶液，检验并除去硫酸根离子，最后用硝酸银来检验氯离子。

11．(1)AgCl　(2)C

 根据取少量废水，加入过量的盐酸，有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成，说明废水中有Ag＋。过滤，将所得滤液分成两份，一份滤液中加入稀硫酸，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，说明废水中有Ba2＋。向另一份滤液中加入过量氢氧化钠溶液，产生蓝色沉淀，说明废水中有Cu2＋。只有当阴离子为NO3－时，废水才是澄清的。

12．(1)H2SO4　2HCl(或2HCl　H2SO4)

(2)①Ba(NO3)2　②AgNO3

 (1)反应物中含有氢、硫、氯、氧四种元素，生成两种常见的酸，故猜测生成物是H2SO4和HCl，配平，检查。(2)证明所得混合酸中含有的硫酸根和氯离子，所选的试剂是硝酸钡溶液和硝酸银溶液，但是硝酸银可以与硫酸反应生成微溶于水的硫酸银，会对氯离子的检验造成干扰，所以首先需加入硝酸钡溶液与硫酸反应检验并除去硫酸根，再加入硝酸银溶液检验氯离子。

13．(1)Cu(NO3)2　H2SO4与Na2CO3或HNO3与Na2CO3

(2)H2SO4和HNO3至少存在一种，不存在Na2CO3

(3)存在H2SO4或Na2SO4或二者同时存在

(4)一定不含NaCl

①H2SO4、NaNO3　②H2SO4、Na2SO4

③H2SO4、HNO3　④HNO3、Na2SO4

 (1)将取出的两种溶液进行混合，得到无色澄清溶液，而硝酸铜溶液为蓝色，所以可判断取出的溶液中一定没有硝酸铜；硫酸和硝酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，现在两种溶液混合后无明显现象，则一定不会是硫酸与碳酸钠或硝酸与碳酸钠混合。(2)测得溶液的   pH＝2，说明溶液呈酸性，所以溶液中一定含有氢离子。(3)能与硝酸钡反应生成白色沉淀，说明混合液中含有硫酸根离子。(4)所得滤液中加入硝酸银无明显现象，说明滤液中不含氯离子。根据实验现象可以知道混合溶液中一定不含硝酸铜、碳酸钠和氯化钠，一定含有酸和含硫酸根的物质，所以可能的组合有①H2SO4、NaNO3；②H2SO4、Na2SO4；③H2SO4、HNO3；④HNO3、Na2SO4。