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物质检验是中学化学实验的重要内容,它指的是:根据物质的性质,使被检验物质与加入的试剂作用,转变为某种已知物质或产生某种特殊现象,从而确定该物质的存在。选择检验试剂时一般要符合以下条件:①反应要有良好的选择性,反应速率要快,操作要尽可能简单;②反应要有明显的外部特征,如变色、放热、沉淀的生成与溶解、气体的产生等;③要排除干扰物质的影响。
常见的物质检验试剂大都为液态(包括溶液和悬浊液)或固态,根据其成分和用途,大致可分为以下七类。
一、酸试剂
1.HCl
(1)检验Ag+:加稀盐酸至过量,产生白色沉淀。
反应式:Ag++Cl-AgCl↓
说明:①要排除SiO的干扰;②也可用可溶性氯化物来检验Ag+。
(2)检验AlO:加稀盐酸,产生白色沉淀,盐酸过量时,沉淀溶解。
反应式:AlO+H++H2OAl(OH)3↓;Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
(3)检验CO:加稀盐酸,产生无色气体(该气体能使澄清石灰水变浑浊)。
反应式:CO+2H+H2O+CO2↑;Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(4)检验SO:加稀盐酸,产生无色有刺激性气味的气体(该气体能使品红溶液褪色)。
反应式:SO+2H+H2O+SO2↑
(5)检验S2-:加稀盐酸,产生有臭鸡蛋气味的气体(该气体能使湿润的醋酸铅试纸变黑)。
反应式:S2-+2H+H2S↑;H2S+Pb2+PbS↓+2H+
(6)检验S2O:加稀盐酸,产生淡黄色沉淀和无色有刺激性气味的气体。
反应式:S2O+2H+S↓+H2O+SO2↑
(7)检验MnO2:加浓盐酸,加热,固体溶解且产生黄绿色有刺激性气味的气体。
反应式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(8)检验NH3:用玻璃棒蘸取浓盐酸接近NH3时产生白烟。
反应式:NH3+HClNH4Cl
(9)用于中和过量的碱或提供检验所需的酸性条件。
反应式:H++OH-H2O
2.H2SO4
(1)检验Ba2+:加入H2SO4溶液,产生白色沉淀。
反应式:Ba2++SO=BaSO4↓
说明:①要排除Ag+的干扰;②也可用可溶性硫酸盐检验Ba2+。
(2)检验CO、SO、S2-、S2O等离子。
(3)检验NO:溶液浓缩后,加铜屑和浓H2SO4,共热,产生红棕色气体。
反应式:Cu+2NO+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O
(4)检验乙醇:乙醇、乙酸与浓H2SO4混合加热,生成的乙酸乙酯浮于液面上,有果香味。
反应式:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
3.HNO3
(1)常用作检验Ba2+、SO、Ag+、Cl-等离子的辅助试剂。
(2)检验SiO:加稀硝酸至过量,产生白色沉淀。
反应式:SiO+2H++H2OH4SiO4↓
(3)检验蛋白质:加浓硝酸,变黄色。
说明:只有含苯环的蛋白质才能用此方法检验。
二、碱试剂
1.氨水
(1)检验HCl:用玻璃棒蘸取浓氨水接近HCl时会产生白烟。
反应式:HCl+NH3NH4Cl
(2)检验Ag+:加氨水,产生暗棕色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解。
反应式:Ag++NH3•H2OAgOH↓+NH;
AgOH+2NH3•H2O[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
(3)检验Cu2+:加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,继续加过量浓氨水,沉淀溶解得深蓝色溶液。
反应式:Cu2++2NH3•H2OCu(OH)2↓+2NH;
Cu(OH)2+4NH3•H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
2.NaOH
(1)检验Mg2+:加NaOH溶液,生成白色沉淀,继续加过量NaOH溶液,沉淀不溶解。
反应式:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
(2)检验Al3+:加NaOH溶液,生成白色沉淀,继续加过量NaOH溶液,沉淀溶解。
反应式:Al3++3OH-Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-AlO+2H2O
(3)检验Fe3+:加NaOH溶液,生成红褐色沉淀。
反应式:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
(4)检验Fe2+:加NaOH溶液,生成白色沉淀,立即变成灰绿色,最终变成红褐色。
反应式:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(5)检验Cu2+:加NaOH溶液,生成蓝色沉淀。
反应式:Cu2++2OH-Cu(OH)2↓
说明:常用NaOH溶液鉴别Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等离子。
(6)检验NH:加浓NaOH溶液,加热,产生有刺激性气味的气体(该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)。
反应式:NH+OH-NH3↑+H2O
(7)检验油脂(或其他酯):加NaOH溶液,加热,所得液体不分层。
(8)用于中和过量的酸或提供检验所需的碱性条件。
反应式:H++OH-H2O
3.Ca(OH)2
检验CO2:加入澄清石灰水,变浑浊。
反应式:Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O
说明:①需排除SO2的干扰;②Ca(OH)2溶液的浓度很小,一般不用于CO离子的检验。
三、沉淀剂
1.AgNO3
(1)检验Cl-:加AgNO3溶液,生成白色沉淀(不溶于稀HNO3)。
反应式:Ag++Cl-AgCl↓
说明:需排除SO的干扰。
(2)检验Br-:加AgNO3溶液,生成淡黄色沉淀(不溶于稀HNO3)。
反应式:Ag++Br-AgBr↓
(3)检验I-:加AgNO3溶液,生成黄色沉淀(不溶于稀HNO3)。
反应式:Ag++I-AgI↓
2.BaCl2
检验SO:加BaCl2溶液,生成白色沉淀,再加稀HNO3,沉淀不溶解。
反应式:Ba2++SOBaSO4↓
说明:需排除Ag+、SO等离子干扰。
3.Pb(NO3)2
检验H2S(或S2-):加Pb(NO3)2溶液,产生黑色沉淀。
反应式:H2S+Pb2+=PbS↓+2H+;S2-+Pb2+PbS↓
说明:常用醋酸铅试纸检验H2S。(未完待续)
常见的物质检验试剂大都为液态(包括溶液和悬浊液)或固态,根据其成分和用途,大致可分为以下七类。
一、酸试剂
1.HCl
(1)检验Ag+:加稀盐酸至过量,产生白色沉淀。
反应式:Ag++Cl-AgCl↓
说明:①要排除SiO的干扰;②也可用可溶性氯化物来检验Ag+。
(2)检验AlO:加稀盐酸,产生白色沉淀,盐酸过量时,沉淀溶解。
反应式:AlO+H++H2OAl(OH)3↓;Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
(3)检验CO:加稀盐酸,产生无色气体(该气体能使澄清石灰水变浑浊)。
反应式:CO+2H+H2O+CO2↑;Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(4)检验SO:加稀盐酸,产生无色有刺激性气味的气体(该气体能使品红溶液褪色)。
反应式:SO+2H+H2O+SO2↑
(5)检验S2-:加稀盐酸,产生有臭鸡蛋气味的气体(该气体能使湿润的醋酸铅试纸变黑)。
反应式:S2-+2H+H2S↑;H2S+Pb2+PbS↓+2H+
(6)检验S2O:加稀盐酸,产生淡黄色沉淀和无色有刺激性气味的气体。
反应式:S2O+2H+S↓+H2O+SO2↑
(7)检验MnO2:加浓盐酸,加热,固体溶解且产生黄绿色有刺激性气味的气体。
反应式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(8)检验NH3:用玻璃棒蘸取浓盐酸接近NH3时产生白烟。
反应式:NH3+HClNH4Cl
(9)用于中和过量的碱或提供检验所需的酸性条件。
反应式:H++OH-H2O
2.H2SO4
(1)检验Ba2+:加入H2SO4溶液,产生白色沉淀。
反应式:Ba2++SO=BaSO4↓
说明:①要排除Ag+的干扰;②也可用可溶性硫酸盐检验Ba2+。
(2)检验CO、SO、S2-、S2O等离子。
(3)检验NO:溶液浓缩后,加铜屑和浓H2SO4,共热,产生红棕色气体。
反应式:Cu+2NO+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O
(4)检验乙醇:乙醇、乙酸与浓H2SO4混合加热,生成的乙酸乙酯浮于液面上,有果香味。
反应式:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
3.HNO3
(1)常用作检验Ba2+、SO、Ag+、Cl-等离子的辅助试剂。
(2)检验SiO:加稀硝酸至过量,产生白色沉淀。
反应式:SiO+2H++H2OH4SiO4↓
(3)检验蛋白质:加浓硝酸,变黄色。
说明:只有含苯环的蛋白质才能用此方法检验。
二、碱试剂
1.氨水
(1)检验HCl:用玻璃棒蘸取浓氨水接近HCl时会产生白烟。
反应式:HCl+NH3NH4Cl
(2)检验Ag+:加氨水,产生暗棕色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解。
反应式:Ag++NH3•H2OAgOH↓+NH;
AgOH+2NH3•H2O[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
(3)检验Cu2+:加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,继续加过量浓氨水,沉淀溶解得深蓝色溶液。
反应式:Cu2++2NH3•H2OCu(OH)2↓+2NH;
Cu(OH)2+4NH3•H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
2.NaOH
(1)检验Mg2+:加NaOH溶液,生成白色沉淀,继续加过量NaOH溶液,沉淀不溶解。
反应式:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
(2)检验Al3+:加NaOH溶液,生成白色沉淀,继续加过量NaOH溶液,沉淀溶解。
反应式:Al3++3OH-Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH-AlO+2H2O
(3)检验Fe3+:加NaOH溶液,生成红褐色沉淀。
反应式:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
(4)检验Fe2+:加NaOH溶液,生成白色沉淀,立即变成灰绿色,最终变成红褐色。
反应式:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(5)检验Cu2+:加NaOH溶液,生成蓝色沉淀。
反应式:Cu2++2OH-Cu(OH)2↓
说明:常用NaOH溶液鉴别Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等离子。
(6)检验NH:加浓NaOH溶液,加热,产生有刺激性气味的气体(该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)。
反应式:NH+OH-NH3↑+H2O
(7)检验油脂(或其他酯):加NaOH溶液,加热,所得液体不分层。
(8)用于中和过量的酸或提供检验所需的碱性条件。
反应式:H++OH-H2O
3.Ca(OH)2
检验CO2:加入澄清石灰水,变浑浊。
反应式:Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O
说明:①需排除SO2的干扰;②Ca(OH)2溶液的浓度很小,一般不用于CO离子的检验。
三、沉淀剂
1.AgNO3
(1)检验Cl-:加AgNO3溶液,生成白色沉淀(不溶于稀HNO3)。
反应式:Ag++Cl-AgCl↓
说明:需排除SO的干扰。
(2)检验Br-:加AgNO3溶液,生成淡黄色沉淀(不溶于稀HNO3)。
反应式:Ag++Br-AgBr↓
(3)检验I-:加AgNO3溶液,生成黄色沉淀(不溶于稀HNO3)。
反应式:Ag++I-AgI↓
2.BaCl2
检验SO:加BaCl2溶液,生成白色沉淀,再加稀HNO3,沉淀不溶解。
反应式:Ba2++SOBaSO4↓
说明:需排除Ag+、SO等离子干扰。
3.Pb(NO3)2
检验H2S(或S2-):加Pb(NO3)2溶液,产生黑色沉淀。
反应式:H2S+Pb2+=PbS↓+2H+;S2-+Pb2+PbS↓
说明:常用醋酸铅试纸检验H2S。(未完待续)