2021-2022学年化学苏教版必修第一册课件：专题2 第一单元 第2课时　常见物质的检验及性质和变化探究

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第一单元　研究物质的实验方法第2课时　常见物质的检验及性质和变化探究自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课 堂 小 结 自主预习·新知导学一、物质的检验1.物质的检验方法。(1)特征反应法。(2)仪器分析法。元素分析仪—检测C、H、O、N、S、Cl、Br等元素|红外光谱仪—确定物质中是否存在某些有机原子团|原子吸收光谱—确定某些金属元素的存在2.常见离子的检验。(1)铵根离子( )的检验(以NH4Cl为例)。(2)氯离子(Cl-)的检验(以NH4Cl为例)。 化学方程式为NH4Cl+AgNO3══AgCl↓+NH4NO3。(3)硫酸根离子( )的检验[以(NH4)2SO4为例]。 化学方程式为(NH4)2SO4+BaCl2══BaSO4↓+2NH4Cl。(4)Fe3+、Mg2+、Cu2+的检验。 3.焰色反应。(1)焰色反应:许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。(2)实验操作:(3)几种金属的焰色:①钠元素的焰色呈黄色。②钾元素的焰色呈紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)。(4)应用:①检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。②利用焰色反应制节日烟花。二、物质性质和变化的探究人们借助感官或仪器可以观察自然界、生产和生活中接触到的物质及其变化现象,但更多的要通过实验,根据特定条件下的实验现象和结果,通过分析、归纳等方法认识物质的性质及其变化的条件和规律。1.二氧化碳的性质和变化探究。 2.验证铁、铜、银金属活动性差异。 3.物质性质和变化的探究思路。为深入探究某个化学问题,化学研究人员往往会依据一定的化学原理作出假设,并设计一定的化学实验方案,控制某些因素,选择适宜的条件、试剂和仪器,用待研究物质的样品和反应试剂进行实验,观察、记录化学反应的现象、数据,整理分析有关资料,基于实验证据作出推理判断,获得结论,以检验所作的假设或解释是否合理。通过实验探究可以进一步认识物质的性质和变化,揭示物质变化的本质和规律。【自主思考1】 检验 时,加热的目的是什么?提示:促使NH3·H2O分解为氨气。检验 的实质是经过一系列转化,将其转化为氨气,用湿润的红色石蕊试纸检验氨气。【自主思考2】 检验Cl-时,加稀硝酸的目的是什么?提示:排除碳酸根离子、氢氧根离子等离子的干扰。遇银离子产生沉淀的离子除了氯离子外,还有碳酸根离子、氢氧根离子等,但是它们生成的沉淀能够溶于稀硝酸。【自主思考3】 检验 时,加足量稀盐酸的目的是什么?提示:排除银离子的干扰。如果该溶液中含有Ag+而不含 ,溶液中的Ag+与Cl-反应生成的氯化银也是不溶于稀盐酸的白色沉淀。【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)溶液中加AgNO3溶液,生成沉淀说明一定含有Cl-。(　　)(2)溶液中加入BaCl2溶液有白色沉淀说明溶液中含有 。(　　)(3)检验 时加入盐酸的目的是防止 等的干扰。(　　)(4)Na、Na2O和NaOH的焰色反应均为黄色。(　　)(5)检验K+时要透过蓝色钴玻璃观察。(　　)××√√√(6)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成致密的氧化膜。(　　)(7)用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝。(　　)√√2.向Na2CO3和Na2SO4的混合溶液中加入足量BaCl2溶液,现象为　　　　　,有关反应的化学方程式为　 　和　　　　,继续加入稀盐酸,现象为　　　　　　　　　　　,有关化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:生成白色沉淀　Na2CO3+BaCl2══BaCO3↓+2NaCl　Na2SO4+BaCl2══BaSO4↓+2NaCl　白色沉淀部分溶解　BaCO3+2HCl══BaCl2+CO2↑+H2O 合作探究·释疑解惑探究任务1 物质的检验问题引领检验KClO3中含有氯元素,可供选择的仪器和操作如下:1.把KClO3配成溶液,直接加入AgNO3溶液有无白色沉淀生成?提示:无。KClO3溶液中无Cl-。2.若要检验KClO3中的氯元素,所用实验仪器有哪些?实验操作步骤如何?(用数字或字母表示)提示:检验Cl-大家比较熟悉,但KClO3中并不存在Cl-,因此需将 转化为Cl-,可通过与MnO2固体粉末共热的办法将KClO3转化为KCl,然后溶解过滤,在滤液中加稀硝酸和AgNO3溶液,生成白色沉淀,即可证明原固体样品中含有氯元素。所需仪器有①②④⑧⑨⑩,操作步骤为abceg。3.如果某溶液中同时存在 和Cl-(若不考虑其他阴离子存在的情况),应如何检验?提示:(1)取少量溶液放入试管中,向其中加入过量Ba(NO3)2溶液。如果有白色沉淀生成,说明溶液中含有 。(2)将上述体系过滤,得到滤液。(3)再向滤液中滴入AgNO3溶液,有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,证明溶液中有Cl-。归纳提升1.典型离子的检验方法。2.物质检验的一般思路。进行物质的检验时要做到原理正确、现象明显、方法简单、试剂用量少。解答物质检验有关题目时,应按“取样”“操作”“现象”“结论”顺序进行描述。具体应做到:(1)“先取样后操作”。若是固体样品,则一般先用水溶解,配成溶液后再检验。(2)要“各取少量溶液分别加入几支试管中”进行检验,不得在原试剂中检验。(3)要“先现象后结论”。例如,向碳酸钠溶液中滴加盐酸,所观察到的现象应记录为“有气泡产生”或“有无色气体放出”。典型例题【例题1】 草木灰中含有可溶性钾盐(主要成分是K2SO4、K2CO3、KCl)。某同学按下列操作提取草木灰中的钾盐:①取草木灰加水溶解;②过滤,取滤液;③蒸发滤液;④冷却结晶。(1)在操作①②③中均用到玻璃棒,其作用依次是　　　　　、　　　　　、　　　　　。 (2)为检验草木灰中的阴离子,取少量晶体溶于水,并把溶液分成三等份。①取一份溶液,加入适量盐酸,观察到  　,证明含有 。 ②取另一份溶液,为检验 ,应往溶液中加入　 。 ③取剩余的一份溶液,加适量的硝酸银溶液,观察到有沉淀产生,该同学由此判断溶液中一定含有Cl-。你认为该同学所得的结论是否严密?　　　　。为什么?　 　 。 答案:(1)搅拌　引流　搅拌　(2)①有无色无味气体生成　②硝酸酸化的BaCl2溶液　③不严密　因为Ag2CO3、Ag2SO4均是沉淀,故无法证明一定含有Cl-【变式训练1】 下列离子检验方案正确的是(　　)。A.向溶液中加入硫酸酸化的NaCl溶液,生成白色沉淀,证明原溶液中含Ag+答案:D 探究任务2 物质的鉴别与推断问题引领实验室中现有NaNO3溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液和NaCl溶液,在四支试管中分别取四种溶液各1 mL,做下列实验。1.在四支试管中分别滴入足量某溶液,通过现象可以鉴别出其中一种溶液。滴入的溶液是什么?有什么现象?写出发生反应的化学方程式。提示:滴入的溶液是稀盐酸,可观察到溶液中有气泡产生,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl══2NaCl+H2O+CO2↑。2.在剩余三支试管中分别滴入另一种溶液,通过现象又可以鉴别出其中一种溶液。滴入的溶液是什么?写出发生反应的化学方程式。提示:滴入的是BaCl2溶液,可观察到有白色沉淀生成,反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4══BaSO4↓+2NaCl。3.再取剩余两支试管对应的溶液,分别滴入第三种溶液,通过现象又可以鉴别出其中一种溶液。滴入的溶液是什么?写出发生反应的化学方程式。提示:滴入的是AgNO3溶液,可观察到有白色沉淀生成,反应的化学方程式为AgNO3+NaCl══AgCl↓+NaNO3。归纳提升物质鉴别常用方法1.推断物质的存在可先观察其物理性质如颜色、气味、溶解性等,再利用其化学性质用某些特殊反应确定其组成,有时还需分析各种物质间存在的数量关系。2.用一种试剂来鉴别多种物质。所选用的试剂必须能与大多数被鉴别的物质发生反应,而且能产生不同的实验现象。3.无须另选试剂来鉴别一组物质。一般从三个方面考虑:(1)利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等),首先鉴别出来,然后再用该试剂去鉴别其他物质。(2)若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或用焰色反应区别开来。(3)若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录混合后的反应现象,分析确定。典型例题【例题2】 对一份稀溶液做初步分析后发现,溶液无色、澄清,其中可能含有 Cl-等离子中的若干种。然后又做了如下分析,以确定这些离子是否大量存在。①用pH试纸检测溶液的酸碱性,结果pH试纸显红色。②取2 mL溶液用BaCl2溶液和稀硝酸进行检验,结果生成了白色沉淀。③对②中所得的混合物充分静置后,取其澄清的液体用AgNO3溶液和稀硝酸进行检验,结果又生成了白色沉淀。请回答下列问题:(1)溶液中一定存在的离子是　　　　　　　,一定不存在的离子是　　　　　　　　　　。 (2)上述实验操作中存在错误,改正错误的方法是   (要作较详细的说明)。(3)到目前为止,仍不能肯定溶液中是否存在的离子是　　　　　　　　　　。 (2)将步骤②中的BaCl2溶液改为Ba(NO3)2溶液,再按步骤③的操作进行Cl-的检验(或其他合理答案)Cl-,所以第③步操作不能确定溶液中是否含有Cl-,该操作是错误的。应将步骤②中的BaCl2溶液改为Ba(NO3)2溶液,再按步骤③的操作进行Cl-的检验,以确定溶液中是否存在Cl-。【变式训练2】 实验室有三瓶失去标签的试剂,分别是Na2CO3溶液、NaCl溶液、AgNO3溶液。实验员选择了一种试剂一次就把它们区别开了,这种试剂是(　　)。A.稀盐酸 B.氢氧化钠溶液C.硝酸钡溶液 D.硝酸答案:A解析:分别取少量三种溶液放入试管中,各加入少量稀盐酸,有气泡产生的是Na2CO3溶液,有白色沉淀生成的是AgNO3溶液,无明显现象的是NaCl溶液。探究任务3 物质性质和变化的探究问题引领小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持装置略去),进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:1.写出实验中发生反应的化学方程式。 2.实验2中应加入5%的H2O2溶液多少毫升?提示:利用对比实验探究温度对H2O2分解反应速率的影响时,变量应是温度,其余的量应相同,所以,实验2中应加入5%的H2O2溶液40 mL。3.在两次实验中,如何比较H2O2分解反应速率的大小?提示:在两次实验中,可通过测定相同时间内注射器中气体的体积来比较H2O2分解反应速率的大小。4.若要探究浓度(3%、6%的H2O2溶液)对H2O2分解反应速率的影响,又该如何设计呢?提示:利用对比实验探究浓度对H2O2分解反应速率的影响时,变量应是浓度,其余的量应相同。5.由两组实验可以得出什么结论?提示:第一组实验得到的结论是其他条件不变时,温度升高,化学反应速率增大。第二组实验得到的结论是其他条件不变时,浓度增大,化学反应速率增大。归纳提升铝与盐酸、NaOH溶液的反应: 铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物。典型例题【例题3】 称取两份铝粉,第一份加入足量的NaOH溶液,第二份加入足量的盐酸,若放出的氢气的体积相等(同温同压下)。则两份铝粉的质量之比为(　　)。A.1∶2 B.1∶3C.3∶2 D.1∶1答案:D解析:因NaOH溶液和盐酸都是足量的,若铝与两者反应放出氢气的体积相等,则两份铝的质量相等。 判断反应物过量的方法。(1)假设法。假设一种反应物完全反应,而另一种反应物的量未知,把所求得的结果与实际量相比较,若小于实际值,则说明假设成立,反之则说明假设不成立,即该反应物过量。(2)比较法。 【变式训练3】 质量之比为2∶3的金属铝分别与足量稀硫酸和NaOH溶液反应,则产生H2的体积之比是(　　)。A.1∶2 B.1∶3C.2∶3 D.3∶2答案:C解析:由化学方程式2Al+3H2SO4══Al2(SO4)3+3H2↑, 2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑可知,2 mol Al参加反应均生成3 mol H2,因此,产生H2的体积之比为2∶3。课 堂 小 结