1 一剂鉴别
指限用一种试剂来鉴别多种物质的方法,所谓一种试剂,通常是指另外选择的一种化学试剂 (也可以利用物质的物理性质、外加热源等条件以及某种被鉴别出的物质做为已知试剂的再次利用)。解答这类题目,就需要我们对各种试剂的物理性质、化学性质有比较全面、深刻的认识,尤其对于不同物质间可能发生的反应、条件、现象等都要有全面的了解,并且实验操作要熟练。
原理
选择一种试剂,分别加入到待测物质中,会出现明显不同的现象。
方法
(1)若物质间有明显的溶解性差异、溶解时的热效应差异以及水溶液的颜色差异时,可用“水”来鉴别,如:CaCO3、AgCl、BaSO4等难溶于水会出现浑浊,生石灰CaO、NaOH溶于水会放热,NH4NO3溶于水温度明显降低,CuSO4、FeCl3、FeCl2等溶于水会显示特殊颜色等,则可用加水使其溶解来鉴别[2]。
(2)若物质间有明显的酸碱性差异,可选用紫色石蕊试液或pH试纸来鉴别。如:HCl、NaCl、NaOH。
(3)鉴别一组溶液时,有以下四种情况:
①若溶液中有酸,可选用Na2CO3等可溶性碳酸盐来检验,如:HCl、Ca(NO3)2、NaCl。
②若溶液中有碳酸盐时,可从酸入手;有含Ag 的化合物时,选用盐酸,如:Na2CO3、NaCl、AgNO3;有含Ba2 的化合物时,选用硫酸,如:Na2CO3、BaCl2、NaNO3。
③若阴离子相同而阳离子不同,可用强碱溶液[NaOH、Ba(OH)2]来鉴别。如:CuCl2、MgCl2、FeCl3、NH4Cl。
④可根据不共存离子对选出阴、阳离子再组合试剂来鉴别,如(NH4)2SO4、NaNO3、NH4Cl、K2SO4可用 Ba(OH)2溶液来鉴别;NaOH、BaCl2、KNO3可用CuSO4来鉴别。
(4)若被鉴别的物质为金属单质、非金属单质或金属氧化物时,可选用强酸来鉴别,如:Fe粉、C粉、CuO。
2 无剂鉴别
指不用任何其他的化学试剂鉴别多种物质的方法,一般包括以下三种:
特征现象法
利用物质的物理性质 (如颜色、状态等)不同,通过感观找到突破口,然后利用已鉴别出来的物质作为已知试剂将剩余物质依次鉴别出。如鉴别NaOH、Na2SO4、CuSO4、NH4Cl四种溶液,具体的鉴别过程为:观察溶液颜色发现,只有CuSO4溶液为蓝色,其余均为无色,然后以CuSO4溶液为已知试剂,取余下的三种无色溶液各少许于试管中,分别向其中滴加CuSO4溶液,产生蓝色絮状沉淀的是NaOH,有无色刺激性气味的气体产生的是 NH4Cl,无明显变化的是 Na2SO4。鉴别顺序为CuSO4→NaOH→NH4Cl→Na2SO4。
鉴别上述物质涉及中学常见的有颜色的溶液是含
的溶液,分别为蓝色、黄色、浅绿色、紫色。
两两混合法
两两混合法,即从待测物质中任选一种,把它分别跟其他待测物质相混合,观察、记录混合后的反应现象,统计现象、对比结果,找出一组物质中能够发生反应最多或最少的物质,作为已鉴别出来的物质,再利用这种物质鉴别其他物质。
当无法通过物理性质入手时,就可以采用两两混合的方法,若能各自产生不同现象,就可加以区别。如鉴别A组溶液Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、HCl和 B 组 溶 液 KNO3、BaCl2、AgNO3、NaCl时,用两两混合反应的方法分析,通常采用列表的方法统计现象,见表1和表2。
表1 A组四种物质两两混合后的现象
表2 B组四种物质两两混合后的现象
注:表中“↑”表示产生气体,“↓”表示产生沉淀,“-”表示不反应或反应无明显现象。
通过分析表1中的信息,可以得出A组中四种溶液两两混合后得到4种不同的现象,所以,不加其他的试剂就可以进行组内鉴别。表2中B组的四种溶液两两混合后第2、4行现象相同,因此,本组溶液如果不另外加试剂不能辨认区分。
借助产物法
若用以上两种方法还不能将组内的一种或两种物质鉴别开来,可借用相关反应产物和酸反应加以鉴别 (组内物质一般含有酸)。如鉴别FeCl3、HCl、NaCl、NaOH四种溶液时,先利用特征现象法,观察溶液颜色发现,只有FeCl3溶液为黄色,其余均为无色,然后以FeCl3溶液为已知试剂,取余下的三种无色溶液各少许于试管中,分别向其中滴加FeCl3溶液,产生红褐色沉淀的是NaOH,其余两支试管中无明显变化。再利用FeCl3与NaOH的反应产物Fe(OH)3来鉴别HCl溶液和NaCl溶液,能使沉淀溶解的是HCl溶液,不能使沉淀溶解的是NaCl溶液。
3 不限制试剂鉴别一组物质的方法
此类试题不限制所加试剂的种类,鉴别组内物质的方法可以有多种,题目考查的形式就是从多种鉴别方案中判断最佳方案,其要求是要符合简约性原则,即要尽可能采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,在较短的时间内且有明显现象的方法完成鉴别,如 AgNO3、NaBr、HCl和 Na2CO3 4种溶液的鉴别,部分学生用常规的组合实验方案列出4组平行实验共计12个操作步骤;有的学生用分析推理只用6个操作步骤就完成了鉴别。其中后一种设计简约了实验程序,减少了药品用量和工作量,在较短的时间内完成了鉴别。
逐一检出同种溶液中不同离子的方法
若某一溶液中含有
,将它们逐一检出的顺序是:
,所用的试剂分别是:酚酞试液、硝酸、硝酸钡溶液、硝酸银溶液。具体解析过程为:分析得出此题是一道任选试剂的鉴别题,先利用酚酞试液,离子被分为两组,
,再从常见离子的检验人手,依次检出其它离子。须注意,前面加进去的试剂不能干扰后面离子的检验。
鉴别方法是建立在对物质性质深入了解和掌握的基础上的,综合性比较强,有一定的思维难度,在具体操作时应认真分析给出物质的相关性质,找出不同之处,再灵活设计鉴别方案。在实际的物质鉴别中还会有一些其他方法,要因题而解。
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