“物質(zhì)的檢驗與鑒別”高考試題分類突破探析

洪云龍

“物質(zhì)的檢驗與鑒別”是高考化學(xué)實驗題中的高頻考點，幾乎年年必考.為了讓高三學(xué)生對此知識內(nèi)容在高考中的考查特點有個完整、系統(tǒng)的認(rèn)識，筆者在充分研究的基礎(chǔ)上，將近幾年全國各地高考化學(xué)試題進(jìn)行加工整理、分類突破，希望能對高考復(fù)習(xí)備戰(zhàn)起一些參考與幫助作用.

1.常見離子的檢驗

例1 （2011年天津卷）向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進(jìn)行如下操作，結(jié)論正確的是（ ）.

解析 原溶液滴入BaCl2有白色沉淀，此溶液可能含有SO2-4、CO2-3、SO2-3、Ag+等（相應(yīng)生成物均是白色沉淀），故A項錯誤；振蕩、靜置，CCl4萃取了I2（氯水氧化I-生成I2）分成兩層， CCl4在下層且因溶解I2而呈紫色，故B項正確；蘸取溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，原溶液一定有Na+，但K+可能有也可能無，故C項錯誤；滴加稀NaOH溶液后還須加熱，若不加熱即使原溶液含有NH+4也可能沒有NH3生成，不會使試紙變藍(lán)，故D項錯誤.答案：B

點評 中學(xué)階段常見陽離子的檢驗有：H+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH+4、Cu2+、Na+、Mg2+、K+、Ag+等，常見陰離子的檢驗有：OH-、Cl-、Br-、I-、SO2-4、SO2-3、NO-3、CO2-3、HCO-3、AlO-2等，復(fù)習(xí)時要掌握離子檢驗的原理、操作、試劑、現(xiàn)象等，還要了解可能有哪些離子對離子檢驗造成干擾.

2.常見氣體的檢驗和鑒別

例2 （2014年重慶卷）下列實驗可實現(xiàn)鑒別目的的是 （ ）.

A.用KOH溶液鑒別SO3（g）和SO2

B.用濕潤碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2（g）和NO2

C.用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液

D.用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液

解析 SO2、SO3均能與KOH反應(yīng)，都沒有明顯現(xiàn)象，A項錯誤；Br2（g）、NO2都是紅棕色氣體且有強氧化性，都能氧化KI而生成I2，使淀粉顯藍(lán)色，B項錯誤；偏鋁酸的酸性弱于碳酸，CO2通入偏鋁酸鈉溶液中生成氫氧化鋁沉淀，醋酸酸性強于碳酸，CO2通入醋酸鈉溶液無現(xiàn)象，C項正確；氯化鋇和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀，與硫酸鉀反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，現(xiàn)象相同不能鑒別，D項錯誤.答案：C

點評 中學(xué)階段必須掌握如下氣體的檢驗：可燃?xì)怏w（如H2、CO、CH4、CH2=CH2、 等）、酸性氣體（如CO2、SO2、H2S、HCl等）、堿性氣體（如NH3）、強氧化性氣體（如O2、Cl2、NO2等）、其他氣體（如NO等）.

3.有機(jī)物的檢驗和鑒別

例3 （高考組合題）下列檢驗和鑒別方法正確的是（ ）.

A.（2010年天津卷）用KMnO4酸性溶液鑒別CH3CH=CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO

B.（2009年四川卷）將少量某物質(zhì)的溶液滴加到新制的銀氨溶液中，水浴加熱后有銀鏡生成，該物質(zhì)一定屬于醛類

C.（2013年江蘇卷）將某氣體通入溴水中，溴水顏色褪去，該氣體一定是乙烯

D.（2013年海南卷）用燃燒法鑒別乙醇、苯和四氯化碳

解析 碳碳雙鍵、醛基都能被酸性KMnO4氧化，KMnO4溶液都褪色，故A項錯誤；能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的官能團(tuán)為醛基，但醛基還可存在于甲酸、甲酸某酯或甲酸鹽中，B項錯誤；能使溴水褪色的氣體除了乙烯還有SO2等，C項錯誤；乙醇燃燒火焰為藍(lán)色，苯燃燒伴有濃煙，四氯化碳不能燃燒，D項正確.答案：D

點評 有機(jī)物的檢驗和鑒別大多數(shù)是考查官能團(tuán)的檢驗和鑒別，所以復(fù)習(xí)時要注意總結(jié)以下常見官能團(tuán)的特征反應(yīng)、所需試劑、條件要求、實驗現(xiàn)象：飽和烴、碳碳雙鍵、碳碳叁鍵、鹵原子、醇羥基、酚羥基、醛基、羧基、酯基等.

4.物理方法鑒別物質(zhì)

例4 （高考組合題）下列實驗不能達(dá)到目的的是（ ）.

A.（2014年海南卷）CCl4可用于鑒別溴水和碘水

B. （2013年江蘇卷）用鉑絲蘸取少量某溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，該溶液一定是鈉鹽溶液

C. （2010年天津卷）用核磁共振氫譜鑒別1-溴丙烷和2-溴丙烷

D.（2014年福建卷）用可見光束照射以區(qū)別溶液和膠體

解析 CCl4萃取溴水和碘水中的Br2和I2，分成兩層，下層顏色各不同（橙紅色、紫紅色），故A項正確；焰色反應(yīng)呈黃色的溶液只說明其中含有鈉元素，不能說明是鈉鹽溶液，如NaOH溶液也行，B項錯誤；1-溴丙烷有3種等效氫原子，其核磁共振氫譜有3個峰，而2-溴丙烷有2種等效氫原子，其核磁共振氫譜有2個峰，故C項正確；用可見光束照射，膠體有丁達(dá)爾現(xiàn)象而溶液沒有，D項正確.

答案：B

點評 物理方法鑒別物質(zhì)，常有：（1）觀察法，觀察鑒別物質(zhì)的狀態(tài)、顏色等；（2）嗅試法，判斷氣體或有揮發(fā)性物質(zhì)的不同氣味；（3）焰色法，常用于金屬或金屬離子的檢驗；（4）水溶法，觀察被鑒別物質(zhì)在水中的溶解情況、密度及溶液顏色變化等；（5）其他方法，如丁達(dá)爾效應(yīng)、核磁共振氫譜法等.

5.選擇試劑鑒別物質(zhì)

（1）僅用一種試劑鑒別多種物質(zhì)

例5 （2009年重慶卷）下列各組溶液中，用括號內(nèi)的試劑及物質(zhì)間相互反應(yīng)不能鑒別的一組是（ ）.

A.Ba（OH）2 KSCN NaCl Mg（NO3）2 （FeCl3溶液）

B.NaNO3 NaHCO3 （NH4）2SO3 Na2SiO3 （H2SO4溶液）

C.NH4Br K2CO3 NaI CaCl2 （AgNO3溶液）

D.（NH4）3PO4 NaBr CuSO4 AlCl3 （KOH溶液）

解析 A項分別滴入FeCl3，有紅褐色沉淀的是Ba（OH）2，呈血紅色的是KSCN，將Ba（OH）2滴入另2種溶液，有白色沉淀的是Mg（NO3）2，無現(xiàn)象的是NaCl；B項分別滴入H2SO4，有氣泡但無氣味的是NaHCO3，有刺激性氣味的是（NH4）2SO3，有白色沉淀的是Na2SiO3，無現(xiàn)象的是NaNO3；C項分別滴入AgNO3，K2CO3和CaCl2均有白色沉淀，故無法鑒別；D項分別滴入KOH并加熱，產(chǎn)生現(xiàn)象分別是：刺激性氣味、無現(xiàn)象、藍(lán)色沉淀、白色沉淀，故可鑒別.答案：C

點評 僅用一種試劑鑒別時要考慮：（1）被鑒別物質(zhì)的水溶性、密度、顏色等；（2）被鑒別物質(zhì)的特性、陰陽離子的性質(zhì)特點等；（3）已檢出的物質(zhì)或產(chǎn)物可用作后續(xù)鑒定試劑.

（2）不用任何試劑鑒別多種物質(zhì)

例6 （2009年北京卷）下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是（ ）.

①KOH Na2SO4 AlCl3

②NaHCO3 Ba（OH）2 H2SO4

③HCl NaAlO2 NaHSO4

④Ca（OH）2 Na2CO3 BaCl2

A.①② B. ②③ C. ①③④ D. ①②④

解析 ①中Na2SO4與另兩種溶液相互滴加無明顯現(xiàn)象，KOH和AlCl3相互滴加現(xiàn)象不同：KOH逐滴加入AlCl3中立刻產(chǎn)生沉淀，而AlCl3滴入KOH中一段時間后才出現(xiàn)大量沉淀，可以鑒別；②相互滴加能產(chǎn)生兩種白色沉淀的是Ba（OH）2，向產(chǎn)生的兩種沉淀中分別滴加NaHCO3或H2SO4，能將一種沉淀溶解的是H2SO4，可以鑒別；③和④相互滴加時無法鑒別.答案：A

點評 不用試劑鑒別時可考慮如下6法：（1）特征連鎖法，先鑒別出某一特征的物質(zhì)（根據(jù)色、味、態(tài)、硬度、揮發(fā)性、水溶性等），再用這種物質(zhì)去鑒別其他物質(zhì)，進(jìn)行連鎖式鑒別；（2）加熱法，若待檢物均無明顯外觀特征，可考慮用加熱出現(xiàn)不同現(xiàn)象加以鑒別；（3）焰色反應(yīng)法，利用焰色反應(yīng)將待檢物質(zhì)的不同陽離子鑒別開來；（4）互滴法，利用兩溶液互滴現(xiàn)象不同加以鑒別；（5）逐一檢出法，首先利用兩種物質(zhì)（或溶液）之間的特征反應(yīng)鑒別出兩種物質(zhì)（或溶液），再利用此兩種物質(zhì)逐一鑒別出其他物質(zhì)；（6）簡明列表法，即兩兩混合，列出表格，記錄反應(yīng)現(xiàn)象，比較、分析表格的不同混合現(xiàn)象確定出每一種物質(zhì).

（3）限選或任選試劑鑒別多種物質(zhì)

例7 （2011年重慶卷）不能鑒別AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg（NO3）2四種溶液（不考慮它們間的相互反應(yīng)）的試劑組是（ ）.

A.鹽酸、硫酸 B.鹽酸、氫氧化鈉溶液

C.氨水、硫酸 D.氨水、氫氧化鈉溶液

解析 此題實際是限選2種試劑來鑒別4種物質(zhì).滴加鹽酸可鑒別出AgNO3溶液和K2SO3溶液，另兩種溶液可用硫酸鑒別出BaCl2，或可用NaOH鑒別出Mg（NO3）2溶液，故A、B項可鑒別；C項滴加氨水可鑒別出AgNO3溶液（先出現(xiàn)白色沉淀，后又溶解）和Mg（NO3）2溶液（白色沉淀），另兩種溶液再用硫酸能夠鑒別，C項可以；D項兩種試劑均不能鑒別出BaCl2和K2SO3溶液.答案：D

點評 若以主觀題（簡答題等）的形式進(jìn)行考查，要求我們限選或任選試劑來鑒別多種物質(zhì)，那么在選擇試劑時應(yīng)遵循如下原則：操作步驟簡單，試劑使用最少，現(xiàn)象最明顯.

6.檢驗與推斷物質(zhì)的成分

高考試題往往就某一物質(zhì)（樣品、混合溶液等，可以是純凈物或混合物）的成分進(jìn)行檢驗、分析、推斷，其中尤以檢驗與推斷混合溶液的離子成分最為常見.

（1） 定性檢驗與推斷物質(zhì)的成分

例8 （2013年浙江卷） 現(xiàn)有一瓶標(biāo)簽上注明為葡萄糖酸鹽（鈉、鎂、鈣、鐵）的復(fù)合制劑，某同學(xué)為了確認(rèn)其成分，取部分制劑作為試液，設(shè)計并完成了如下實驗： 已知：控制溶液pH=4時，F(xiàn)e（OH）3沉淀完全，Ca2+、Mg2+不沉淀.

該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是（ ）.

A.根據(jù)現(xiàn)象1可推出該試液中含有Na+

B.根據(jù)現(xiàn)象2可推出該試液中并不含有葡萄糖酸根

C.根據(jù)現(xiàn)象3和4可推出該試液中含有Ca2+，但沒有Mg2+

D.根據(jù)現(xiàn)象5可推出該試液中一定含有Fe3+

解析 加入NaOH（aq）和Na2CO3（aq）后，在濾液中引入了Na+，故焰色反應(yīng)的黃色火焰不能判斷試液是否含Na+，A項錯誤；葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應(yīng)而葡萄糖酸根不能，故現(xiàn)象2與試液是否含葡萄糖酸根毫無關(guān)系，B項錯誤；調(diào)節(jié)pH=4，只能沉淀出Fe（OH）3，在過濾后的濾液中分別加入NH3·H2O（aq）和Na2CO3（aq），加入NH3·H2O（aq）不產(chǎn)生沉淀，說明濾液中不含Mg2+，加入Na2CO3（aq）產(chǎn)生白色沉淀，說明濾液中含Ca2+，C項正確；出現(xiàn)現(xiàn)象5，可能是因為原溶液中含F(xiàn)e3+，也可能是H2O2把Fe2+氧化成了Fe3+，故不能推出試液中一定含F(xiàn)e3+，D項錯誤.答案：C

（2）定性和定量相結(jié)合檢驗與推斷物質(zhì)的成分

例9 （2013年上海卷）某溶液可能含有Cl-、SO2-4、CO2-3、NH+4、Fe3+、Al3+、和K+.取該溶液100 mL，加入過量NaOH溶液，加熱，得到0.02 mol氣體，同時產(chǎn)生紅褐色沉淀；過濾，洗滌，灼燒，得到1.6 g固體；向上述濾液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀.由此可知原溶液中 （ ）.

A. 至少存在5種離子

B. Cl-一定存在，且c（Cl-）≥0.4 mol/L

C. SO2-4、NH+4一定存在，Cl-可能不存在

D. CO2-3、Al3+一定不存在，K+可能存在

解析 根據(jù)加入過量NaOH溶液并加熱，得到0.02 mol氣體，說明有NH+4，而且為0.02 mol，同時產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明有Fe3+，而且為0.02 mol，根據(jù)互斥性原則可知沒有CO2-3，根據(jù)不溶于鹽酸的4.66 g沉淀，說明有SO2-4，且為0.02 mol，則根據(jù)電中性原則可知一定有Cl-，至少有0.04 mol，B項正確.答案：B

點評 檢驗與推斷混合溶液的離子成分要遵循“四項基本原則”：（1）肯定性原則，根據(jù)實驗現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子；（2）互斥性原則，在肯定某離子存在的同時，結(jié)合離子共存規(guī)律，否定一些離子的存在：（3）電中性原則，溶液呈電中性，一定既有陽離子，又有陰離子，且溶液中正、負(fù)電荷總數(shù)相等（利用這一原則可確定一些隱含的離子）；（4）進(jìn)出性原則，在實驗過程中加入試劑，會引入、生成新的離子或會使原離子發(fā)生變化而消失，故要考慮其對離子的檢驗、判斷造成的干擾.

7 設(shè)計物質(zhì)檢驗方案

例10 （2014年福建卷實驗題節(jié)選）焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化劑之一，易被空氣氧化.檢測Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實驗方案是：

解析 Na2S2O5中S元素的化合價為+4，若被氧氣氧化則生成SO2-4，檢驗Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的方案相當(dāng)于檢驗SO2-4.

答案：取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，若有白色沉淀生成，則證明Na2S2O5晶體已被氧化.

點評 分析近年高考試題，設(shè)計物質(zhì)檢驗方案往往是融合在綜合實驗題中進(jìn)行考查，一般以填空題或簡答題的形式出現(xiàn).在敘述檢驗方案時要注意語言的規(guī)范性，答題模板一般為：取少許某樣品（固體或溶液）于某儀器（多為試管）中→溶解（限固體）→加入某試劑（氣體要用“通入”）→操作→描述現(xiàn)象→得出結(jié)論.

8.物質(zhì)檢驗綜合實驗

例11 （2013年四川卷）為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性，某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如下實驗.

Ⅰ.AgNO3的氧化性

將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中，一段時間后將鐵絲取出.為檢驗溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，將溶液中的Ag+除盡后，進(jìn)行了如下實驗.可選用的試劑：KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液、氯水.

（1）請完成下表：

【實驗結(jié)論】 Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+.

Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性

用如圖1所示的實驗裝置A加熱AgNO3固體，產(chǎn)生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體.當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，試管中殘留固體為黑色.

圖1

（2）裝置B的作用是

.

（3）經(jīng)小組討論并驗證該無色氣體為O2，其驗證方法是

.

（4）【查閱資料】 Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色；Ag2O可溶于氨水.

【提出設(shè)想】 試管中殘留的黑色固體可能是：

ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O.

【實驗驗證】 該小組為驗證上述設(shè)想，分別取少量黑色固體放入試管中，進(jìn)行了如下實驗. 【實驗評價】 根據(jù)上述實驗，不能確定固體產(chǎn)物成分的實驗是

（填實驗編號）.

【實驗結(jié)論】根據(jù)上述實驗結(jié)果，該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有

.

解析 （1）檢驗Fe3+用KSCN溶液，反應(yīng)后溶液變成紅色；在Fe3+和Fe2+混合溶液中檢驗Fe2+可用K3[Fe（CN）6]溶液，加入K3[Fe（CN）6]溶液后，有藍(lán)色沉淀生成；（2）固體加熱產(chǎn)生氣體通入溶液或水槽的實驗裝置需防止倒吸；（3）O2用帶火星的木條檢驗，木條復(fù)燃證明是O2；（4）已知Ag2O可溶于氨水，單質(zhì)Ag不溶于氨水，Ag和Ag2O都溶于稀硝酸，且Ag與稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體.實驗a可確定固體中含有Ag但不含Ag2O，故此實驗可證明是設(shè)想ⅰ；實驗b雖確定含有Ag但不能確定是否含有Ag2O，故此實驗只能排除設(shè)想ⅱ，但不能證明究竟是設(shè)想ⅰ還是設(shè)想ⅲ.根據(jù)上述分析可知只能采用實驗a的結(jié)論，故AgNO3固體分解的產(chǎn)物為Ag、NO2、O2.

答案：（1）溶液呈紅色 K3[Fe（CN）6]溶液 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 （2）防倒吸 （3）用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條復(fù)燃，證明無色氣體為O2 （4） b Ag、NO2、O2

點評 這是一道物質(zhì)檢驗型的綜合探究實驗題，考查了常見離子、氣體、物質(zhì)組成成分的檢驗知識.從中可看出，高考綜合實驗題的命制不管如何創(chuàng)新變化，構(gòu)思復(fù)雜，但實際考查的知識落點都不很高，大多是我們已學(xué)過的知識技能，所以只要我們在平時復(fù)習(xí)時注意夯實雙基，強化訓(xùn)練，總結(jié)提高，就能以不變應(yīng)萬變，從容自如地應(yīng)對高考.總之，化學(xué)實驗的復(fù)習(xí)只有注重研究近幾年高考化學(xué)試題的考查特點，領(lǐng)會試題的考查意圖和高考命題方向，才能在復(fù)習(xí)中有的放矢，提高效率.

（收稿日期：2015-01-13）