物质的检验和鉴定、推断、分离和纯化(讲座和实践)(附分析教育新版本)

专题19 物质的检验与鉴别、推断和分离与提纯（讲练）
 
1、依据常见物质的性质，能对进行物质检验与鉴别；
2、会根据实验步骤和现象以及常见物质的其它特征判断物质的存在；
3、利用物理或化学方法对物质能进行有效分离，掌握提纯的原则和常见的提纯方法。
 
一、物质的检验与鉴别
1、物质的检验方法
（1）物理方法
①根据颜色：含有Cu2+的溶液显蓝色；含有Fe3+的溶液显黄色；含有Fe2+的溶液显浅绿色。
②根据气味：有刺激性气味的是SO2、NH3。
③根据溶解时温度变化：NaOH溶于水放热；NH4NO3溶于水吸热。
（2）化学方法
①利用指示剂（常用的指示剂包括紫色石蕊试液和无色酚酞试液）
②加入其它试剂，使其出现不同的现象，如生成气体、生成不同颜色的沉淀等。
③一般思路：                                                   
2、常见物质的检验
（1）、O2：检验方法：把带火星的木条伸入集气瓶中；现象：木条复燃。
（2）、CO2：检验方法：把气体通入澄清石灰水；现象：石灰水变浑浊。
（3）、CO：检验方法：点燃后在火焰上方罩一个内壁有澄清石灰水的烧杯；现象：火焰呈蓝色，烧杯内壁变浑浊。
（4）、H2：检验方法：点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯；现象：火焰呈淡蓝色，烧杯内壁上有水珠；
（5）CH4：点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯，迅速倒转后倒入少量澄清石灰水；现象：火焰呈淡蓝色，烧杯内壁上有水珠；石灰水变浑浊。
（6）、H2O：检验方法：通过白色硫酸铜粉末；现象：硫酸铜变为蓝色。
（7）、NH3：检验方法：放入湿润的红色石蕊试纸；现象：试纸变蓝。
3、常见离子的检验
离子    检验方法    现象
Cl-    滴加AgNO3溶液和稀HNO3    出现白色沉淀
SO42-    滴加硝酸钡溶液和稀HNO3    出现白色沉淀
CO32-    加入稀酸溶液，产生气体通人澄清石灰    产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
H+    加紫色石蕊试剂    紫色石蕊溶液变红。
    用pH试纸测量其pH    pH小于7。
    加入少量锌粒    有气泡产生
OH-    加紫色石蕊试剂    紫色石蕊溶液变蓝。
    加入无色酚酞试剂    无色酚酞试液变红。
    用pH试纸测量其pH    pH大于7
NH4+    加入氢氧化钙并研磨    产生刺激性气味气体
二、推断
1、解题思路：
（1）顺逆推断，抓“突破口”，“突破口”包括：物质的颜色、反应条件、反应现象、反应类型和物质特征及物质之最等。
（2）根据“突破口”，直接得出结论，然后用顺向或逆向或由两边向中间推断，逐一得出其它结论。
（3）画出图解，查漏补缺：画框图，将各个字母换成化学式。认真检查每个环节，改正与题意不符的地方。
2、物质的特征
（1）能使澄清石灰水变浑浊的无色、无味的气体是CO2。
（2）能使带火星的木条复燃的是O2。
（3）能使黑色CuO变红（或红色Fe2O3变黑）的气体是H2或CO，固体是C。
（4）能使燃着的木条正常燃烧的气体是空气；燃烧更剧烈的是O2；使火焰熄灭的是N2和CO2。
（5）能使白色CuSO4粉末变蓝的是水蒸气。
（6）在氧气中燃烧火星四射的是Fe。
3、物质之最
（1）地壳中含量最多的元素是O；含量最多的金属元素是Al。
（2）人体中含量最多元素是O；空气中含量最多的元素是N；海水中含量最多元素是O；
（3）海水中含量最的离子是Cl-；
（4）海水中含量最多的盐是NaCl；
（5）相对分子质量最小，密度最小的气体 是H2；
（6）自然界中硬度最大的物质是金刚石；
（7）最简单的有机物是CH4；
（8）最常用的溶剂是H2O；
4、物质颜色
沉
淀
颜
色    不溶于HNO3的白色沉淀    AgCl和BaSO4
    溶于HNO3的白色沉淀    Mg（OH）2、CaCO3、BaCO3
    蓝色    Cu（OH）2
    红褐色    Fe（OH）3
固
体
颜
色    黑色    铁粉、木炭、CuO、MnO2、Fe3O4
    红色    Cu和Fe2O3
    蓝色    硫酸铜晶体
    银白色    除铜和金之外的金属。
溶
液
颜
色    蓝色    含有Cu2+的溶液
    黄色    含有Fe3+的溶液
    浅绿色    含有Fe2+的溶液
火
焰
颜
色    蓝紫色    S在O2中燃烧
    浅蓝色     S和H2在空气中燃烧
    蓝色    CO和CH4在空气中燃烧

三、分离和提纯
1、分离和提纯常用的方法
（1）物理方法：过滤、吸附、结晶、蒸发和蒸馏等。
（2）化学方法：
①沉淀法：将混合物中某种成分与某一试剂反应生成沉淀而分离出来；
②化气法：将混合物中某种成分与某一试剂反应生成气体而分离出来；
③转化法：将杂质用化学试剂转化为待提纯物；
2、分离与提纯三不原则
（1）不增（不增加新杂质）（2）不减（不减少主要成分）（3）易分离（反应后物质的状态不同，易分离）
 
题型一   物质的检验与鉴别
【经典例题】【2019江苏苏州】鉴别下列各组物质，所选用的试剂不正确的是（  ）
A．面粉和米粉：碘酒             B．NaOH固体和NH4NO3固体：水    
C．硬水和软水：肥皂水         D．NaCl溶液和NaNO3溶液：AgNO3溶液
【答案】A
【解析】A、面粉和米粉中均富含淀粉，均能使碘酒变蓝色，不能鉴别，故选项正确。
B、NaOH固体和NH4NO3固体溶于水分别放热、吸热，使温度升高、降低，可以鉴别，故选项错误。
C、硬水和软水的区别在于所含的钙镁离子的多少，可用肥皂水来区分硬水和软水，加入肥皂水，若产生泡沫较多，则是软水，若产生泡沫较少，则是硬水，可以鉴别，故选项说法错误。
D、NaCl溶液能与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，硝酸钠不能与硝酸银溶液反应，可以鉴别，故选项错误。
故选：A。
【点睛】本题有一定难度，解答物质的鉴别题时要熟练掌握鉴别的物质的性质，然后选择适当的试剂或方法，出现不同的现象即可鉴别。
【趁热打铁】
1、【2019.河南】下列区分物质的方法或试剂不正确的是（  ）
A．用灼烧法区分腈纶线、羊毛线      B．用肥皂水区分硬水、软水    
C．用熟石灰区分氯化铵、硫酸铵      D．用水区分硝酸铵、氢氧化钠
【答案】C
【解析】A、用灼烧法区分腈纶线、羊毛线，产生特殊气味的是腈纶线，产生烧焦羽毛气味的是羊毛线，可以鉴别，故选项说法正确。
B、硬水和软水的区别在于所含的钙镁离子的多少，用肥皂水来区分硬水和软水，产生泡沫较多的是软水，较少的硬水，故选项说法正确。
C、氯化铵、硫酸铵均属于铵态氮肥，均能与熟石灰混合产生有刺激性气味的气体，不能鉴别，故选项说法错误。
D、硝酸铵、氢氧化钠溶于水分别吸热、放热，使温度分别降低、升高，可以鉴别，故选项说法正确。
故选：C。
2、【2019湖北咸宁】草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）受热分解的化学方程式为：FeC2O4•2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O．通过如图装置验证该反应得到的气体产物，其说法错误的是（  ）
 
A．①中固体无水硫酸铜变蓝，可验证原气体产物中有水蒸气    
B．②中固体由黑色变红色，可验证原气体产物中有一氧化碳    
C．③中石灰水变浑浊，可验证原气体产物中有二氧化碳    
D．③中尾气可点燃，可验证原气体产物中有一氧化碳
【答案】C
【解析】A．水能使无水硫酸铜变蓝色，故A正确；
B．②中固体由黑色变红色，即氧化铜和一氧化碳发生还原反应生成铜，故B正确；
C．③中澄清石灰水变浑浊无法确定是一氧化碳和氧化铜反应生成的二氧化碳引起的还是原混合气体中的二氧化碳引起的，故C错误；
D．一氧化碳具有可燃性，③中尾气可点燃，可验证原气体产物中有一氧化碳，故D正确。
故选：C。
3、【2019甘肃天水】下列物质鉴别方案正确的是（   ）
选项    鉴别物质    实验方案
A    N2、CO2、H2    用燃着的木条
B    尿素、氯化铵、硝酸铵    加熟石灰研磨闻气味
C    稀盐酸、碳酸钠溶液、氯化钠溶液    用pH试纸
D    Fe2(SO4)3、NaOH、NaNO3、KCl四种溶液    仅用组内物质鉴别
【答案】C
【解析】N2、CO2都能使燃着的木条熄灭，该方法不能鉴别H2 N2、CO2、H2，A项错误；氯化铵、硝酸铵加熟石灰研磨都有刺激性气体氨气生成，该方法不能鉴别尿素、氯化铵、硝酸铵，B项错误；稀盐酸显酸性，碳酸钠溶液显碱性，氯化钠溶液显中性，该方法可以鉴别，C项正确；Fe2(SO4)3溶液显黄色，与NaOH反应生成红褐色沉淀，可鉴别Fe2(SO4)3和NaOH，无法 NaNO3和KCl，该方法不能鉴别Fe2(SO4)3、NaOH、NaNO3、KCl四种溶液，D项错误。故选C。
4、【2018年新疆】采用下列实验方法鉴别物质不能达到目的是（  ）
A．白酒和矿泉水﹣﹣闻气味       B．黄铜和铜﹣﹣相互刻画
C．纯碱和小苏打﹣﹣加稀盐酸     D．硝酸铵和尿素﹣﹣加熟石灰研磨闻气味
【答案】C
【解析】A、白酒具有酒的芳香气味，矿泉水没有气味，可以鉴别，故选项错误。
B、相互刻画，硬度较大的是黄铜，较小的是铜，可以鉴别，故选项错误。
C、纯碱和小苏打均能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，不能鉴别，故选项正确。
D、硝酸铵与熟石灰研磨会产生有刺激性气味的气体，尿素不能，可以鉴别，故选项错误。
故选：C。
题型二   物质的推断
【经典例题】【2019山东泰安】A～G都是初中化学常见的物质，A可用于金属表面除锈，F可用于改良酸性土壤，D、E组成元素相同，B、C常温下为气体。图中“-”表示能相互反应，“→”表示转化关系（部分反应物、生成物及反应条件已略去）。下列说法错误的是（  ）
 
A．E→F是一个放热反应                       B．D可用于实验室制取氧气
C．若G为一种盐，则A不可能与G发生反应     D．B→E和C→E的反应类型可能不相同
【答案】C
【解析】A-G是初中化学常见的七种物质，F可以用于改良酸性土壤，所以F是氢氧化钙；E和F-氢氧化钙可以相互转化，D能够转化为E，且D、E组成元素相同，D能够反应产生气体C，因此E是水，D是双氧水，则C是氧气；E-水能够和B相互转化，且B能够和氧气反应，B还是气体，因此B是氢气，所以
A、E→F的反应是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，所以是一个放热反应，故A正确；
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，所以D可用于实验室制取氧气，故B正确；
C、若G为一种盐，B会生成水和氢气，所以B可以是酸，G可以是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，A可能与G发生反应，故C错误；
D、B→E可以是氢气和氧气反应生成水，氢气和氧化铜反应生成水，C→E的反应可以是氢气和氧气反应生成水，类型可能不相同，故D正确。
故选：C。
【点睛】读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，
然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性。解
答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，
考查基本知识。
【经典例题】【2019黑龙江龙东】26．已知A、B、C、D、E分别为初中化学常见的物质，其中A、B、D、E分别为氧化物、酸、碱、盐中的一种，C是实验室中最常用的溶剂，D广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产，它们的部分反应和转化关系如图所示。（“一”表示两种物质能发生反应，“→”表示一种物质能转化成另一种物质，且省略部分反应物或生成物及反应条件）
 
（1）D的化学式为_____；

（2）B与D在溶液中发生反应的现象_____；

（3）写出E→D反应的化学方程式_____。
【答案】（1）NA2CO3； （2）产生白色沉淀； （3）2NaOH+CO2=NA2CO3+H2O。
【解析】（1）A、B、C、D、E分别为初中化学常见的物质，A、B、D、E分别为氧化物、酸、碱、盐中的一种，C是实验室中最常用的溶剂，所以C是水，D广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产，所以D是碳酸钠，水会与E反应，E和碳酸钠可以相互转化，所以E是二氧化碳，B会与疼死你二氧化碳反应，会与水相互转化，所以B是氢氧化钙，A是盐酸，经过验证，推导正确，所以D的化学式为Na2CO3； （2）B与D在溶液中发生的反应是碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，实验现象是：产生白色沉淀； （3）E→D的反应是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
【点睛】在解此类题时，首先将题中有特征的物质推出，然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可。
【趁热打铁】
1、【2019山东济宁】甲、乙、内三种物质的转化关系见下面如图所示，“→”表示反应可以一步实现（部分物质和反应条件已省略），下面选项中不能按图示转化关系实现的是（  ）
 
选项    甲    乙    丙
A    H2SO4    H2    H2O
B    NaOH    NaCl    NaNO3
C    Na2O    NaOH    Na2CO3
D    Ca（OH）2    CaCl2    CaCO3
【答案】B
【解析】A、硫酸（甲）可以和活泼金属反应生成氢气（乙），和金属氧化物或者碱等反应生成水（丙）。氢气（乙）和水（丙）可以相互转化。可以实现；
B、氢氧化钠（甲）可以和盐酸或者某些可溶性金属氯化物如氯化铁、氯化铜等溶液反应生成氯化钠（乙），和硝酸或者某些可溶性金属硝酸盐如硝酸铁、硝酸铜等溶液反应生成硝酸钠（丙）。氯化钠（乙）和硝酸银反应生成硝酸钠（丙）和氯化银，但是硝酸钠不能转化为氯化钠。不可以实现；
C、氧化钠（甲）可以和水生成氢氧化钠（乙），和二氧化碳反应生成碳酸钠（丙）。氢氧化钠（乙）和碳酸钠（丙）可以相互转化。可以实现；
D、氢氧化钙（甲）可以和盐酸或者可溶性金属氯化物如氯化铁、氯化铜等溶液反应生成氯化钙（乙），和二氧化碳或者可溶性碳酸盐如碳酸钠或者碳酸钾溶液等生成碳酸钙（丙）。氯化钙和可溶性碳酸盐如碳酸钠或者碳酸钾溶液反应生成碳酸钙（丙），碳酸钙（丙）和盐酸反应生成氯化钙（乙）。可以实现。
故选：B。
2、【2019湖北鄂州】甲、乙、丙、丁都是含碳的物质，它们有如下关系：①甲与丙在高温的条件下反应生成乙；②乙与氧气在点燃的条件下反应生成丙；③常温下丁能分解生成丙。则甲、乙、丙、丁分别是（   ）
A．C、CO、CO2、CaCO3              B．C、CO、CO2、H2CO3
C．CO、C、CO2、CaCO3               D．CO2、C、CO、H2CO3
【答案】B  
【解析】甲与丙反应：C+ CO2高温2CO，乙与氧气反应：2CO + O2点燃2CO2，常温下丁能分解生成丙：H2CO3 △CO2↑+H2O，可以判断甲为C，乙为CO，丙为CO2，丁为H2CO3。故选B。
3、【2019江苏苏州】将草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃）隔绝空气加热，得到的混合物经充分冷却后，残余气体M（CO、CO2中的一种或两种）。为探究M的成分，设计如图所示实验。下列说法不正确的是（  ）
 
A．若甲试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO2    
B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含CO    
C．若装置甲、乙位置互换，则无法判断M中是否含有CO    
D．若加热所得混合物不经充分冷却，则M中可能混有草酸蒸气
【答案】C
【解析】A．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若甲试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO2，故A正确；
B．丙中固体变黑是因为和一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，故B正确；
C．若装置甲、乙位置互换，二氧化碳会被氢氧化钠溶液吸收，甲中澄清石灰水无变化，则无法判断M中是否含有CO2，故C错误；
D．因为草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃，如果温度没有冷却到150℃以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D正确。
故选：C。
4、【2019江苏南京】图中A-J是初中化学常见的化合物。A和B物质类别相同，只有C、F、G、H、I由两种元素组成，B、C中含有一种相同的元素，C可用作干燥剂，J是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，E和J分别与足量I反应的生成物相同。
图中“—”表示两的物质间能发生化学反应;“→”表示物质间存在转化关系;部分反应物、生成物或反应条件已略去。
 
(1)写出化学式:J      ，B       。
(2)写出E→F反应的化学方程式                       。
(3)写出C与D反应的化学方程式                      。
【答案】（1）NaHCO3，Ca（OH）2；
（2）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
（3）2AgNO3+CaCl2=2AgCl↓+Ca（NO3）2
【解析】（1）图中A-J是初中化学常见的化合物，A和B物质类别相同，只有C、F、G、H、I由两种元素组成，B、C中含有一种相同的元素，C可用作干燥剂，所以C是氧化钙或氯化钙，J是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，所以J是碳酸氢钠，E和J分别与足量I反应的生成物相同，所以E是碳酸钠，I是盐酸，碳酸钠、碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，B会与碳酸钠反应，A会转化成碳酸钠，所以B是氢氧化钙，A是氢氧化钠，碳酸钠会转化成G、H，G也会转化成H，所以G是二氧化碳，H是水，D会与C、F反应，所以D是硝酸银，C是氯化钙，F是氯化钠，经过验证，推导正确，所以J是NaHCO3，B是Ca（OH）2；
（2）E→F的反应是碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；
（3）C与D的反应是硝酸银和氯化钙反应生成氯化银沉淀和硝酸钙，化学方程式为：2AgNO3+CaCl2=2AgCl↓+Ca（NO3）2。
题型三   物质的分离与提纯
【经典例题】【2019湖北鄂州】提纯是化学实验常用的方法。除去下列物质中所含的少量杂质（括号内为杂质），选用的实验方案不合理的是（   ）
选项    物质    实验方案
A    CO（CO2）    通过灼热的氧化铜
B    CaO（CaCO3）    在高温下煅烧
C    O2（H2O）    通过盛有浓硫酸的洗气瓶
D    MnO2（KCl）    溶解、过滤、洗涤、干燥
【答案】A  
【解析】CO+CuO高温CO2+Cu，不符合除杂原则；CaCO3高温CO2↑+ CaO，符合除杂原则；浓硫酸可以除去氧气中的水汽，符合除杂原则；二氧化锰不溶于水，氯化钾溶于水，溶解、过滤、洗涤、干燥可以除去MnO2中KCl，符合除杂原则。故选A。
【点睛】物质的分离与除杂是中考的重点，也是难点，解决除杂问题时，抓住除杂质的必需
条件（加入的试剂只与杂质反应，反应后不能引入新的杂质）是正确解题的关键。
【趁热打铁】
1、【2019江苏南京】除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)，拟定的实验方案不可行的是
A.N2气体(O2)一通过灼热的铜网
B.木炭粉(CuO)一在空气中灼烧
C.KCl固体(MnO2)一加入足量的水溶解，过滤，蒸发结晶
D.FeCl2溶液(CuCl2)一一加入过量的铁粉，过滤
【答案】B
【解析】A、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，故选项所采取的方法正确。
B、木炭粉在空气中灼烧生成二氧化碳，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
C、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发结晶的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法正确。
D、过量的铁粉能与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。
故选：B。
2、【2019山东潍坊】除去下列物质中的少量杂质，所选试剂及操作方法都正确的是（  ）
选项    物质（括号内为杂质）    除杂试剂    实验操作
A    Cu（ CuO）    稀盐酸    过滤、洗涤、干燥
B    CO2（CO）    O2    点燃
C    NaCl（Na2SO4）    Ba（OH）2溶液    过滤、蒸发、结晶
D    MnO2（KClO3）    水    溶解、过滤、蒸发
【答案】A
【解析】A、CuO能与稀盐酸反应生成氯化铜和水，铜不与稀盐酸反应，再过滤、洗涤、干燥，故选项所采取的方法正确。
B、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃，这是因为除去气体中的气体杂质不能使用气体，否则会引入新的气体杂质，故选项所采取的方法错误。
C、Na2SO4能与Ba（OH）2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钠，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
D、KClO3易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、洗涤、干燥的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法错误。
故选：A。
3、【2019辽宁辽阳】下列实验方案能达到实验目的是（  ）
选项    实验目的    实验方案
A    鉴别稀盐酸和氯化钠溶液    加入硝酸银溶液，观察现象
B    鉴别氧化铜和铁粉    加入稀硫酸，观察现象
C    除去二氧化碳中混有的氯化氢    将气体通过足量的氢氧化钠溶液
D    除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠    加入过量的氢氧化钙溶液，过滤
【答案】B
【解析】A、加入硝酸银溶液时，都产生白色沉淀，不能鉴别稀盐酸和氯化钠溶液，该选项不能达到实验目的；
B、加入稀硫酸，产生气泡的是铁粉，不产生气泡，溶解溶液变蓝色的是氧化铜，该选项能够达到实验目的；
C、氢氧化钠溶液能和二氧化碳、氯化氢反应，因此滤液氢氧化钠溶液能同时除去二氧化碳中混有的氯化氢，该选项不能达到实验目的；
D、加入过量的氢氧化钙溶液，在重庆碳酸钠的同时带入新的杂质氢氧化钙，该选项不能达到实验目的。
故选：B。