（浙江專用）2018年高中化學(xué) 專題3 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別 課題1 牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗(yàn)教學(xué)案 蘇教版選修6.doc

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課題1 牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗(yàn) [浙江選考加試要求] —————————————————————————————————— 1．牙膏的主要成分及其功能。 2．檢驗(yàn)牙膏中含有的碳酸鈣、甘油的化學(xué)原理和操作方法。 3．火柴起火的原理。 4．火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗(yàn)原理和操作方法。 5．物質(zhì)檢驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)。 1．了解牙膏和火柴頭的主要成分及其檢驗(yàn)方法。培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并動(dòng)手操作的技能。 2．通過(guò)“發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、分析推論”的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)等綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α? 3．以牙膏和火柴頭成分知識(shí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)，熱愛生命的情感。 　　 ———————實(shí)驗(yàn)要素先知道　 一、 牙膏中某些成分的檢驗(yàn) 1．檢驗(yàn)牙膏中的摩擦劑是否為CaCO3 (1)CaCO3跟鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的能使澄清石灰水變渾濁的氣體——證明有CO。 相關(guān)反應(yīng)的方程式為 CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O， Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。 (2)CaCl2溶液中滴加(NH4)2C2O4溶液產(chǎn)生白色沉淀——證明有Ca2＋。 相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓ 2．檢驗(yàn)牙膏中的保濕劑是否為甘油 多羥基化合物與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生絳藍(lán)色的溶液。 相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3．檢驗(yàn)牙膏中含有F－ Ⅰ.Ca2＋＋2F－===CaF2↓(白色) Ⅱ.Fe3＋(黃色)＋6F－===[FeF6]3－(無(wú)色) Ⅲ.Fe(SCN)3＋6F－===[FeF6]3－(無(wú)色)＋3SCN－ 二、火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗(yàn) 1．硫元素的檢驗(yàn) 火柴頭中含有單質(zhì)硫，燃燒后生成SO2，可使酸性KMnO4溶液、溴水、品紅溶液等褪色。 (1)通入稀的淺紅色酸性KMnO4溶液中，溶液由紅色褪為無(wú)色，反應(yīng)方程式為5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。 (2)通入淡黃綠色氯水中，溶液由淡黃綠色褪為無(wú)色，反應(yīng)方程式為SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 (3)通入無(wú)色的氫硫酸溶液中，溶液變渾濁，反應(yīng)方程式為SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 (4)將二氧化硫氣體通入品紅溶液中，溶液變?yōu)闊o(wú)色，加熱時(shí)溶液又變?yōu)榧t色。 2．氯元素的檢驗(yàn) (1)檢驗(yàn)燃燒后生成的Cl－：火柴頭中含有KClO3，點(diǎn)燃后KClO3轉(zhuǎn)化為KCl，可用AgNO3溶液檢驗(yàn)。 化學(xué)反應(yīng)：2KClO32KCl＋3O2↑， KCl＋AgNO3===AgCl＋KNO3。 (2)直接檢驗(yàn)ClO：KClO3直接與AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液反應(yīng)。 離子反應(yīng)為ClO＋3NO＋Ag＋===AgCl↓＋3NO。 ———————實(shí)驗(yàn)過(guò)程詳剖析 [器材與原理] 相關(guān)器材 試管、燒杯、玻璃棒、滴管、酒精燈、火柴、刀片、試管夾。 [實(shí)驗(yàn)與拓展] 實(shí)驗(yàn)流程 1．牙膏中某些成分的檢驗(yàn) (1)取2 mL左右的牙膏于試管中，加入10 mL蒸餾水，攪拌均勻，靜置并分離。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：攪拌后呈膠狀，靜置后有沉淀。 (2)測(cè)溶液的pH 用玻璃棒蘸取步驟1所得溶液點(diǎn)在試紙中部，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：pH＞7，溶液顯堿性。 (3)檢驗(yàn)甘油 取2 mL步驟1所得溶液，加入少量新制Cu(OH)2。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：溶液變?yōu)榻{藍(lán)色，說(shuō)明溶液中有甘油。 (4)檢驗(yàn)F－ 實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 方案一：取2 mL 1 molL－1的CaCl2溶液，滴加步驟1所得溶液 產(chǎn)生白色沉淀 溶液中有F－ 方案二：取1 mL 0.1 molL－1FeCl3溶液，滴加步驟1所得溶液 黃色溶液變?yōu)闊o(wú)色　　 方案三：取1 mL蒸餾水，先后滴加2滴濃度均為0.1 molL－1的FeCl3溶液和KSCN溶液，再加入適量步驟1所得溶液 先變血紅色后血紅色褪去 (5)CaCO3的檢驗(yàn) CO的檢驗(yàn)：取步驟1所得沉淀加入試管，加入適量稀鹽酸，將蘸有石灰水的玻璃棒伸入試管中。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體，玻璃棒表面溶液變渾濁，說(shuō)明沉淀物中含有碳酸鹽。 Ca2＋的檢驗(yàn)：在檢驗(yàn)完CO的溶液中加入1 molL－1的(NH4)2C2O4溶液。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明沉淀物為鈣鹽。 2．火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗(yàn) (1)檢驗(yàn)火柴頭燃燒后是否有SO2生成 方案1：取兩只潔凈的小燒杯，標(biāo)記為甲、乙，在乙燒杯中加入10 mL淺紅色0.000 5 molL－1KMnO4酸性溶液。將兩根火柴伸入甲燒杯里，再用一根燃著的火柴點(diǎn)燃火柴頭(如圖)，待火柴頭燒完即將火柴移出，迅速將甲燒杯罩在乙燒杯上，輕輕振蕩乙燒杯。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液褪色。 方案2：用漏斗、試管、注射器、導(dǎo)管等組成如圖所示裝置。將兩根安全火柴放在漏斗下面，用一根燃著的火柴點(diǎn)燃火柴頭，使火柴頭燃燒，慢慢拉動(dòng)注射器的活塞進(jìn)行抽氣，讓火柴頭燃燒產(chǎn)生的氣體通過(guò)淺紅色的0.000 5 molL－1KMnO4酸性溶液。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液褪色。 (2)檢驗(yàn)火柴頭中氯元素的存在 方案1：將實(shí)驗(yàn)1中燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于試管中，向溶液中滴加AgNO3溶液和稀HNO3。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。 方案2：將3～4根火柴摘下火柴頭，再將火柴頭浸于水中，片刻后取少量溶液于試管中，加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：據(jù)方案1或2均檢驗(yàn)出火柴頭中含有氯元素。 對(duì)點(diǎn)集訓(xùn) 1．牙膏中含有不溶于水的成分，如碳酸鈣、磷酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等，它們的主要作用是(　　) A．著色劑　　　　　　　　 B．發(fā)泡劑 C．摩擦劑 D．防腐劑 解析：選C　摩擦劑的主要成分是磷酸鈣或碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等，占牙膏成分的50%左右，能增強(qiáng)牙膏的摩擦作用和去污效果，能有效去除牙齒表面的污漬、牙斑、食物殘?jiān)取? 2．檢驗(yàn)?zāi)逞栏嘀胁蝗苡谒某煞质欠窈蠥l(OH)3，可采用的方法是(　　) A．取濾渣加入稀氨水中，不能溶解 B．取濾渣加入NaOH溶液中，能溶解 C．取濾渣加入稀鹽酸中，能溶解 D．將濾渣平分成兩等份，分別加入NaOH溶液和稀鹽酸中，均能溶解 解析：選D　Al(OH)3是兩性氫氧化物，既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿。 3．取火柴頭浸于水中片刻后的溶液，檢驗(yàn)溶液中是否含有氯元素的試劑是(　　) A．AgNO3溶液 B．AgNO3溶液和稀HNO3 C．AgNO3溶液、稀HNO3和NaNO2溶液 D．KI淀粉溶液 解析：選C　火柴頭的成分中含有KClO3，氯元素具有較高價(jià)態(tài)，具有氧化性，可選擇還原劑將其還原為Cl－，通過(guò)檢驗(yàn)Cl－存在檢驗(yàn)Cl元素存在。加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)ClO＋3NO＋Ag＋===AgCl↓＋3NO，有白色沉淀生成。注意KI淀粉溶液變藍(lán)后并不能證明氯元素一定存在。 4．火柴頭燃燒可產(chǎn)生SO2，下列檢驗(yàn)SO2的裝置正確的是(　　) 解析：選B　A項(xiàng)，把KMnO4溶液抽入注射器內(nèi)；C項(xiàng)，把KMnO4溶液壓出試管外；D項(xiàng)，不能把火柴燃燒產(chǎn)生的氣體抽入試管內(nèi)。 5．火柴頭上通常含有氯酸鉀、二氧化錳、硫等物質(zhì)。某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行火柴頭中有關(guān)物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究： (1)某同學(xué)研究了教材中的實(shí)驗(yàn)裝置后提出用如圖所示方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更為簡(jiǎn)便。他的操作是： A．當(dāng)圖中所示火柴頭燃燒完時(shí)，立即移出火柴； B．_________________________________________________________________。 (2)測(cè)定火柴頭中KClO3的含量主要實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．刮取火柴頭，小心研碎，稱得其質(zhì)量為2.45 g ； B．用適量蒸餾水充分浸泡后過(guò)濾、洗滌殘?jiān)? C．往裝有濾液和洗滌液的燒杯中加入過(guò)量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，攪拌，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌沉淀； D．干燥沉淀物，稱得其質(zhì)量為1.435 g。 ①實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)是KClO3＋3NaNO2＋AgNO3===AgCl↓＋3NaNO3＋KNO3，反應(yīng)中AgNO3、NaNO2均需要過(guò)量的原因是__________________________________________； ②實(shí)驗(yàn)測(cè)得火柴頭中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________； ③如果B步驟中未洗滌沉淀殘?jiān)?，測(cè)得KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將____________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”，下同)，如果C步驟中未洗滌AgCl沉淀，測(cè)得KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將____________。 解析：(1)能使品紅溶液褪色的是SO2，迅速使火柴燃燒后的SO2與品紅溶液充分接觸。 (2)①要使實(shí)驗(yàn)減小誤差，保證氯元素完全轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀，必須加入足夠的AgNO3和NaNO2。②依原子守恒易得n(KClO3)＝n(AgCl)＝1.435 g/143.5 gmol－1＝0.01 mol，所以w(KClO3)＝(0.01 mol122.5 gmol－12.45 g)100%＝50%。③B步驟不洗滌沉淀會(huì)造成KClO3損失，從而造成最終的AgCl沉淀量減少，故結(jié)果偏小；C步驟不洗滌沉淀會(huì)造成AgCl沉淀量增加，故會(huì)使結(jié)果偏大。 答案：(1)迅速將甲燒杯倒扣在乙燒杯上，充分振蕩乙燒杯　(2)①確保KClO3中氯元素全部轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀 ②50%?、燮　∑? 拓展實(shí)驗(yàn) 居室內(nèi)空氣中甲醛濃度的檢測(cè) (1)實(shí)驗(yàn)步驟：向一定量的酸性高錳酸鉀溶液中緩慢通入待測(cè)的室內(nèi)空氣，測(cè)得使酸性高錳酸鉀溶液恰好褪色時(shí)所需要的空氣體積數(shù)，即可推算出室內(nèi)空氣中甲醛的濃度。 (2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紫色酸性高錳酸鉀溶液變無(wú)色。 (3)實(shí)驗(yàn)原理：4MnO＋5HCHO＋12H＋―→4Mn2＋＋5CO2↑＋11H2O [注意]　所用的高錳酸鉀溶液濃度要小，體積也要少，否則反應(yīng)所需甲醛的物質(zhì)的量就多，實(shí)驗(yàn)時(shí)間就長(zhǎng)。 ———————課后檢測(cè)與提能 1．用pH試紙測(cè)定溶液pH的正確操作是(　　) A．將一小塊試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照 B．將一小塊試紙用蒸餾水潤(rùn)濕后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照 C．將一小條試紙?jiān)诖郎y(cè)液中蘸一下，取出后放在表面皿上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照 D．將一小條試紙先用蒸餾水潤(rùn)濕后，再在待測(cè)液中蘸一下，取出后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照 解析：選A　pH試紙?jiān)谑褂们安荒苡谜麴s水潤(rùn)濕，否則影響pH的測(cè)定。正確方法是要用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，更不能用試紙蘸取待測(cè)液，污染化學(xué)試劑。 2．有甲酸、乙酸、乙醛、乙酸乙酯、乙醇、溴乙烷6種無(wú)色溶液，只用一種試劑就可以將它們一一鑒別出來(lái)。這種試劑是(　　) A．蒸餾水　　　　　　　　　　 B．FeCl3溶液 C．新制的Cu(OH)2懸濁液 D．NaOH溶液 解析：選C　新制的氫氧化銅懸濁液會(huì)與甲酸、乙酸發(fā)生中和反應(yīng)，生成易溶的銅鹽溶液。甲酸和乙醛有醛基，加熱時(shí)會(huì)被新制的氫氧化銅懸濁液氧化，新制的氫氧化銅懸濁液被還原析出磚紅色的Cu2O沉淀。新制的氫氧化銅懸濁液中有水，當(dāng)與酯或溴乙烷相混時(shí)，有機(jī)層與水層因不溶而分層，酯密度小，浮于水面，溴乙烷密度大，沉于下層。 3．為確定下列置于空氣中的物質(zhì)是否變質(zhì)，所選檢驗(yàn)試劑(括號(hào)內(nèi)物質(zhì))不能達(dá)到目的的是(　　) A．Na2SO3溶液(BaCl2溶液) B．FeCl2溶液(KSCN溶液) C．KI(淀粉溶液) D．HCHO溶液(石蕊溶液) 解析：選A　由于BaCl2能形成亞硫酸鋇和硫酸鋇沉淀，所以無(wú)法確定Na2SO3溶液是否變質(zhì)。 4．用試紙檢驗(yàn)氣體性質(zhì)是一種重要的實(shí)驗(yàn)方法。如圖所示的實(shí)驗(yàn)(可加熱)中，下列試紙的選用、現(xiàn)象、對(duì)應(yīng)結(jié)論都正確的一項(xiàng)是(　　) 選項(xiàng) 試劑B 濕潤(rùn)的試紙A 現(xiàn)象 結(jié)論 A 碘水 淀粉試紙 變藍(lán) 碘具有氧化性 B 濃氨水，生石灰 藍(lán)色石蕊試紙 變紅 氨氣為堿性氣體 C Na2SO3，硫酸 品紅試紙 褪色 SO2具有漂白性 D Cu，濃硝酸 KI－淀粉試紙 變藍(lán) NO2為酸性氣體 解析：選C　碘水與淀粉溶液未接觸，不會(huì)變藍(lán)，即使碘遇淀粉變藍(lán)色也不是顯示碘的氧化性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氨氣能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，故不能用藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)氨氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化氮能使碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)，是因其具有氧化性，將碘離子氧化為單質(zhì)碘，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．甲、乙、丙、丁分別是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四種物質(zhì)中的一種。若將丁溶液滴入乙溶液中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成，繼續(xù)滴加則沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液時(shí)，無(wú)明顯現(xiàn)象發(fā)生。據(jù)此推斷丙物質(zhì)是(　　) A．Al2(SO4)3 B．NaOH C．BaCl2 D．FeSO4 解析：選D　由題給反應(yīng)現(xiàn)象可知，丁為NaOH，乙為Al2(SO4)3，甲為BaCl2，故丙為FeSO4。 6．下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 A 向某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成 該溶液中一定含有SO B 向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不顯血紅色。再向溶液中加入幾滴新制的氯水，溶液變?yōu)檠t色 該溶液一定含有Fe2＋ C 將某氣體通入品紅溶液中，品紅溶液褪色 該氣體一定是SO2 D 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 解析：選B　A項(xiàng)，檢驗(yàn)SO時(shí)，應(yīng)先加鹽酸，再加氯化鋇溶液，否則會(huì)受到其他離子的干擾，如Ag＋；C項(xiàng)，能夠使品紅溶液褪色的氣體不一定是SO2，如氯氣；D項(xiàng)，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的官能團(tuán)為醛基，而醛基還可能存在于甲酸或甲酸某酯、甲酸鹽以及葡萄糖等物質(zhì)中。 7．如圖裝置可用于收集SO2并驗(yàn)證其某些化學(xué)性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 選項(xiàng) 試劑 現(xiàn)象 結(jié)論 A KMnO4 酸性溶液 溶液褪色 SO2有氧化性 B 品紅溶液 溶液褪色 SO2有漂白性 C NaOH溶液 無(wú)明顯現(xiàn)象 SO2與NaOH 溶液不反應(yīng) D 紫色石蕊溶液 溶液變紅色后不褪色 SO2有酸性、沒有漂白性 解析：選B　A項(xiàng)，高錳酸鉀酸性溶液具有強(qiáng)氧化性，體現(xiàn)二氧化硫的還原性，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，二氧化硫能使品紅溶液褪色，體現(xiàn)二氧化硫的漂白性，正確；C項(xiàng)，二氧化硫是酸性氧化物，可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，二氧化硫可以使紫色石蕊溶液變紅，說(shuō)明二氧化硫溶液具有酸性，二氧化硫有漂白性，但不能漂白指示劑，即不能使變紅后的石蕊溶液褪色，錯(cuò)誤。 8．請(qǐng)結(jié)合火柴燃燒過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象，探討該過(guò)程中可能發(fā)生的主要反應(yīng)，并寫出它們的化學(xué)方程式。 解析：點(diǎn)燃火柴的過(guò)程中 ，首先看到白煙，接著產(chǎn)生火花，聞到一股刺激性氣味，然后火柴頭燃燒，最后火柴桿燃燒。 答案：①2KClO32KCl＋3O2↑ ②4P＋5O2===2P2O5 ③S＋O2===SO2 ④2Sb2S3＋9O2===2Sb2O3＋6SO2 ⑤(C6Hn＋6nO2===6nCO2＋5nH2O 9．牙膏是生活必需品。下面是牙膏中某些主要成分的檢驗(yàn)流程圖： 請(qǐng)回答下列問題： (1)在①中加水、攪拌、靜置后，接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作名稱是________，所需要的主要玻璃儀器有___________________________________________________________________。 (2)在②中用pH試紙測(cè)溶液的pH的操作方法是________________________________。 (3)寫出④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________。 (4)在⑥中檢驗(yàn)Ca2＋的存在，除可用焰色反應(yīng)外，還可利用Ca2＋和________溶液的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行。 解析：pH試紙?jiān)谑褂脮r(shí)不能用水濕潤(rùn)，否則可能造成結(jié)果不準(zhǔn)確。要用玻璃棒蘸取，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照。Ca2＋的檢驗(yàn)可用草酸銨。 答案：(1)過(guò)濾　玻璃棒、燒杯、漏斗 (2)將一條pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在pH試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比 (3) (4)草酸銨