物質的檢驗與鑒別、分離與除雜專題講解一、物質的檢驗1．常見離子的檢驗離子檢驗方法現象H＋滴加紫色石蕊溶液溶液變紅測定溶液的pHpH小于7加入鋅粒等金屬活動性較強的金屬有氣體產生加入碳酸鹽溶液OH－滴加無色酚酞溶液(或紫色石蕊溶液)溶液變紅(或變藍)測定溶液的pHpH大于7加入含Cu2＋(Mg2＋或Fe3＋)的鹽溶液生成藍色(白色或紅褐色)沉淀SOeq\o\al(2－,4)加入稀硝酸和硝酸鋇溶液生成白色沉淀且沉淀不溶解Cl－加入稀硝酸和硝酸銀溶液生成白色沉淀且沉淀不溶解NHeq\o\al(＋,4)待檢測物質為固體：與熟石灰一起研磨產生有刺激性氣味的氣體待檢測物質為溶液：加入NaOH溶液共熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體產生有刺激性氣味的氣體，該氣體可使濕潤的紅色石蕊試紙變藍特別提醒向某固體中加入稀鹽酸，有氣泡產生，該固體不一定是碳酸鹽，也可能是活潑金屬、碳酸氫鹽等。2．常見氣體的檢驗氣體檢驗方法現象O2將帶火星的木條伸入氣體中帶火星的木條復燃CO2通入澄清石灰水中澄清石灰水變渾濁H2O通過無水硫酸銅粉末白色粉末變藍H2點燃，在火焰上方罩一干冷燒杯，然后迅速倒轉燒杯，滴加澄清石灰水火焰呈淡藍色，燒杯內壁有液滴，澄清石灰水無變化CO火焰呈淡藍色，燒杯內壁無變化，澄清石灰水變渾濁CH4火焰呈淡藍色，燒杯內壁有液滴，澄清石灰水變渾濁NH3將濕潤的紅色石蕊試紙與氣體接觸試紙變藍HCl將蘸有紫色石蕊溶液的濾紙條與氣體接觸濾紙條變紅二、物質的鑒別鑒別原則：依據物質具有不同的性質或者發生變化時產生不同的現象，用一定的方法(優先物理方法、后化學方法)將其區別出來。1．物理方法一看顏色、二聞氣味、三溶解(物質的溶解性或溶解時的吸放熱現象)、四用磁鐵吸引。2．化學方法(1)根據物質酸堿性不同，可以使用紫色石蕊溶液、無色酚酞溶液、pH試紙等鑒別。(2)加入其他試劑，通過化學反應，觀察反應現象(產生氣泡、產生沉淀、顏色變化、燃燒等)，依據反應現象分析鑒別。3．常見物質的鑒別(1)硬水和軟水：加入肥皂水，產生泡沫較多，浮渣較少的是軟水；產生泡沫較少，浮渣較多的是硬水。(2)天然纖維與合成纖維：點燃，生成物是黑褐色小球(能捏碎)，產生細而軟的灰的是天然纖維；生成物是黑色硬球(捏不碎)的是合成纖維。(3)合金與純金屬：相互刻畫有劃痕的是純金屬；無劃痕的是合金。(4)真假黃金(假黃金為銅鋅合金)①火燒變黑的是假黃金；不變色的是真黃金。②與稀鹽酸(或稀硫酸)反應產生氣泡的是假黃金；無現象的是真黃金。三、物質的分離與除雜除雜原則：雜不增：不引入新雜質(指加入的過量試劑能除去)；且不增加新雜質(指不生成新雜質)。主不減：不減少被提純物質的質量。易分離：除雜后的生成物和被提純物質易于分離。1．常見氣體的除雜物質雜質除雜方法CO2HCl先通過飽和碳酸氫鈉溶液，再通過濃硫酸CO2CO通過灼熱的氧化銅H2HCl先通過氫氧化鈉溶液，再通過濃硫酸CO2水蒸氣通過濃硫酸O2COCO2先通過氫氧化鈉溶液，再通過濃硫酸O2H2N22.常見固體除雜物質雜質除雜方法CuOCu在空氣或氧氣中灼燒CuCuO或Fe加入足量稀硫酸，過濾、洗滌、干燥鐵粉銅粉用磁鐵吸引CCuO加入足量稀硫酸，過濾、洗滌、干燥CaOCaCO3高溫煅燒KClMnO2加水溶解、過濾、蒸發結晶3.常見液體除雜物質雜質除雜試劑NaClCuSO4Ba(OH)2NaClNa2SO4BaCl2NaClNa2CO3HClNaOHNa2CO3Ca(OH)2FeSO4CuSO4FeNaNO3Na2CO3Ba(NO3)2或Ca(NO3)2特別提醒所加除雜試劑應適量或過量，若試劑過量必須除盡。強化訓練1．(2023·新疆)下列實驗方案能達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗方案A檢驗NaOH溶液是否變質加入酚酞溶液B除去NaCl溶液中少量的MgCl2加入適量的KOH溶液，過濾C探究Al、Cu、Ag的金屬活動性順序將銅絲、銀絲分別插入硫酸鋁溶液中D鑒別NH4NO3、NaOH、CaCO3、NaCl四種固體加水，觀察溶解和溫度的變化情況解析：選D。容易與空氣中的CO2反應生成Na2CO3與H2O，NaOH與Na2CO3的溶液都呈堿性，都能使無色酚酞試劑變紅色，則無法使用無色酚酞試劑檢驗NaOH溶液是否變質，故選項實驗不能達到目的；2能與KOH反應生成Mg(OH)2沉淀與KCl，則在溶液中加入適量的KOH反應后會引入新的雜質KCl，則無法達到除雜的目的，故選項實驗設計不合理；C.將銅絲、銀絲分別插入硫酸鋁溶液中，均無明顯的實驗現象，則證明金屬活動性Al＞Cu，Al＞Ag，無法判斷Cu、Ag的金屬活動性，故選項實驗設計不合理；4NO3溶于水吸熱，溶液的溫度降低；NaOH溶于水放熱，溶液的溫度升高；CaCO3不溶于水；NaCl溶于水無明顯的現象，能形成無色透明的溶液；則將四種固體加水，觀察溶解和溫度的變化情況可以區分，故選項實驗設計合理。故選D。2．(2023·湖南岳陽)對物質的鑒別和分離提純是化學學習的重要部分。下列實驗設計不能達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗設計A鑒別NH4NO3固體和NaOH固體加水B鑒別真黃金和假黃金(銅鋅合金)加稀硫酸C除去銅粉中含有的少量CuO通入氧氣加熱D除去CO2中混有的少量O2將氣體通過灼熱的銅網解析：選C。A.硝酸銨溶于水吸熱，氫氧化鈉溶于水放熱，故加水兩者現象不同，可鑒別，選項正確；B.加稀硫酸，鋅和稀硫酸生成硫酸鋅和氫氣，故有氣泡生成的為假黃金，無明顯現象的為真黃金，可鑒別，選項正確；C.通入氧氣加熱，銅和氧氣生成氧化銅，將原物質除去，不符合除雜原則，選項錯誤；D.將氣體通過灼熱的銅網，銅和氧氣生成氧化銅，可除去CO2中混有的少量O2，選項正確。故選C。3．(2023·湖南衡陽)下列實驗操作能達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗操作A檢驗二氧化碳中混有氧氣將帶火星的木條伸入氣體中B鑒別氯化銨和氯化鉀取樣，加熟石灰研磨，聞氣味C除去氯化鈉中的碳酸鈉加入適量硫酸溶液D探究鋅、銅、銀的金屬活動性順序將鋅、銅、銀分別加入稀鹽酸中解析：選B。A.氧氣只有達到一定的濃度才能使帶火星的木條復燃，如空氣中含有21%的氧氣但不能使帶火星的木條復燃。所以若二氧化碳中混有少量的氧氣，伸入帶火星的木條也不會復燃，錯誤；B.氯化銨是銨態氮肥，與熟石灰研磨產生有刺激性氣味的氨氣。氯化鉀不和熟石灰反應，研磨無氣味，可以鑒別，正確；C.硫酸和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水，除去碳酸鈉引入新雜質硫酸鈉，錯誤；D.將鋅、銅、銀分別加入稀鹽酸中，只有鋅和稀鹽酸反應，說明活動性Zn＞H＞Cu、Ag，但無法比較銅和銀的活動性，錯誤。故選B。4．(2023·四川達州)下列實驗方案能達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗方案A檢驗：敞口放置的NaOH溶液是否變質測定溶液pH是否大于7B分離：鐵粉和銅粉的固體混合物加入足量的硝酸銀溶液，過濾C除雜：KNO3溶液混有少量K2SO4加入適量的Ba(NO3)2溶液，過濾D鑒別：NH4HCO3固體和NH4Cl固體分別加入熟石灰粉末混合研磨，聞氣味解析：選C。A.氫氧化鈉變質是氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，氫氧化鈉和碳酸鈉溶液均顯堿性，溶液pH均大于7，該方案不能達到實驗目的；B.鐵、銅均能與硝酸銀反應，則不是將鐵、銅分離，而是將它們除去，該方案不能達到實驗目的；C.硫酸鉀和硝酸鋇反應生成硫酸鋇沉淀和硝酸鉀，過濾能除去硫酸鋇沉淀，該方案能達到實驗目的；D.熟石灰為氫氧化鈣的俗稱，能與銨根結合為有刺激性氣味的氨氣，則碳酸氫銨和氯化銨與熟石灰研磨均能聞到刺激性氣味，不能鑒別，該方案不能達到實驗目的。故選C。5．(2023·廣東佛山校考三模)檢驗、鑒別、除雜是重要的實驗技能，下列選項中實驗設計不能達成實驗目的的是()選項實驗目的實驗設計A分離硫酸鋇和氯化鈉固體加足量水溶解、過濾、洗滌、干燥、蒸發結晶B鑒別CO(NH2)2和(NH4)2SO4加熟石灰研磨，聞氣味C鑒別肥皂水、草木灰(含碳酸鉀)分別滴加無色酚酞D除去FeCl2溶液中少量的CuCl2加入過量的Fe粉，過濾解析：選C。A.氯化鈉易溶于水，硫酸鋇難溶于水，加足量水溶解、過濾、洗滌、干燥，分離出硫酸鋇，再對濾液蒸發結晶，分離出氯化鈉，故選項實驗設計能達到對應實驗目的；(NH2)2不屬于銨態氮肥，不能與熟石灰研磨產生有刺激性氣味的氨氣，(NH4)2SO4屬于銨態氮肥，能與熟石灰研磨產生有刺激性氣味的氨氣，兩物質加熟石灰研磨，聞氣味，能鑒別，故選項實驗設計能達到對應實驗目的；C.肥皂水、草木灰(含碳酸鉀)都呈堿性，分別滴加無色酚酞，都呈紅色，不能鑒別，故選項實驗設計不能達到對應實驗目的；D.鐵能與氯化銅反應生成氯化亞鐵和銅，過濾后得到氯化亞鐵溶液，故選項實驗設計能達到對應實驗目的。故選C。6．(2023·湖北咸寧)下列實驗方案可以達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗方案A除去N2中混有的少量CO通過足量灼熱CuOB分離CaCl2和CaCO3的固體混合物加足量水溶解，蒸發C鑒別NaOH、BaCl2、(NH4)2SO4三種濃溶液取樣，相互滴加，觀察現象D檢驗生石灰中是否含有熟石灰取樣，加水溶解，滴加酚酞溶液解析：選C。與CuO加熱時生成銅和二氧化碳，混合氣體通過足量灼熱CuO，能除去雜質，但引入新雜質二氧化碳(生成的)，該實驗方案不可以達到實驗目的；B.氯化鈣易溶于水，碳酸鈣難溶于水，加足量水溶解，蒸發不能將兩種物質分離，加入足量的水溶解，過濾，洗滌干燥濾渣得到碳酸鈣，蒸發濾液得到氯化鈣，該實驗方案不可以達到實驗目的；C.(NH4)2SO4與NaOH反應生成硫酸鈉、水和具有刺激性氣味的氨氣，與BaCl2反應生成硫酸鋇白色沉淀和氯化銨，取樣，相互滴加，既能產生刺激性氣味又能產生沉淀的是(NH4)2SO4，能與硫酸銨產生刺激性氣味的是NaOH，能與硫酸銨產生沉淀的是BaCl2，該實驗方案可以達到實驗目的；D.氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，熟石灰是氫氧化鈣的俗稱，取樣，加水溶解，滴加酚酞溶液，肯定會變紅色，無法檢驗是否含有熟石灰，該實驗方案不可以達到實驗目的。7．(2023·山東聊城)除雜和鑒別都是進行科學探究的重要方式，下列實驗設計不能達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗設計A除去H2中混有的少量HCl氣體先通過NaOH溶液，再通過濃硫酸B鑒別稀鹽酸與NaCl溶液分別滴加無色酚酞試液，觀察顏色C除去Cu粉中混有的少量Fe粉用磁鐵充分吸引D鑒別化肥NH4Cl和KNO3取樣，分別加熟石灰研磨，聞氣味解析：選B。溶液可與HCl氣體反應，而不與氫氣反應，先通過NaOH溶液，再通過濃硫酸，可以除去H2中混有的少量HCl氣體，故選項A不符合題意；B.稀鹽酸呈酸性，NaCl溶液呈中性，都不能使無色酚酞試液變色，無法鑒別，故選項B符合題意；C.鐵能被磁鐵吸引，銅不能被磁鐵吸引，用磁鐵充分吸引，可以除去Cu粉中混有的少量Fe粉，故選項C不符合題意；D.氫氧化鈣可與氯化銨產生刺激性氣味的氨氣，和硝酸鉀不反應，取樣，分別加熟石灰研磨，聞氣味，可以鑒別化肥NH4Cl和KNO3，故選項D不符合題意。故選B。8．(2023·遼寧朝陽校聯考三模)固體混合物A是由鎂、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋇、硫酸鋇中的幾種混合而成，為確定其成分進行如圖實驗。(假設每步反應均恰好完全反應)試推斷：(1)產生氣體B的反應是___________________________________________；(2)固體混合物A中一定沒有的物質是________(填化學式)；(3)濾液D中一定含有的溶質是______________(填化學式)；(4)固體混合物A的組成有________________________(寫一種即可，填化學式)。解析：鎂和硫酸會生成氫氣和硫酸鎂，碳酸鈉和硫酸會生成二氧化碳，二氧化碳和水會生成碳酸，碳酸能使石蕊溶液變紅色，硫酸、硫酸鈉會與氯化鋇生成硫酸鋇沉淀，硫酸鋇沉淀不溶于酸；固體混合物A加入稀硫酸會生成氣體B，氣體B通入紫色石蕊溶液，不會變成紅色，所以混合物中不含碳酸鈉，一定含有鎂；生成的沉淀C不溶于稀硝酸，所以沉淀C是硫酸鋇，混合物中可能含有硫酸鋇、氯化鋇、硫酸鈉，濾液D中加入氫氧化鈉會生成白色沉淀E，所以濾液D中含有硫酸鎂，E是氫氧化鎂。(1)根據上述分析可知，B是氫氣，鎂和硫酸反應產生硫酸鎂和氫氣，反應的化學方程式是Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑；(2)根據分析可知，固體混合物A中一定沒有Na2CO3；(3)根