初中階段物質的檢驗和推斷

丁積煥

【摘 要】《中考專題輔導》指出：物質的鑒定、鑒別和推斷均需根據物質的特征反應，選擇恰當的試劑與方法，準確觀察反應中的顏色變化、沉淀的生成或溶解、氣體的生成與氣味等現象加以判定，得出結論，必要時寫出化學方程式。

【關鍵詞】物質的檢驗；檢驗方法；物質的鑒定；物質的鑒別；物質的推斷

物質的檢驗是中考的一大重點，也是初中學生比較難把握的知識點。它融元素與化合物知識和基本概念、基本理論于一體，具有考查知識面廣、綜合性強、題型多變、思維容量大和能力層次高等特點。物質的檢驗包括物質的鑒定、鑒別和推斷等類型。在檢驗時應做到“先取樣，后操作”、“先現象，后結論”，卻不可把用剩的試劑放回原處，更不可在原試劑上進行檢驗。

一、物質的鑒定

是根據物質的某一特性，用化學方法來確定它是不是這種物質或含不含有某種成分或某一物質的組成。通常必須分別檢驗出陽離子和陰離子，對物質進行確認。

例1：鑒定一瓶無色溶液是不是稀硫酸溶液？

分析：要鑒定此溶液是否是稀硫酸溶液，必須要鑒定溶液中的H+和SO42-。要證明H+可以用紫色石蕊試劑或PH試紙；證明SO42-可以用硝酸鋇溶液和稀硝酸。

二、物質的鑒別

1.氣體類

（1）點燃法。根據氣體是否具有可燃性及燃燒的現象加以區分。如O2能使帶火星的木條復燃；H2點燃產生淡藍色的火焰，產物只有水；CO2不能燃燒，也不支持燃燒，能使澄清石灰水變渾濁；CO點燃產生淡藍色的火焰，產物只有CO2；CH4點燃產生藍色的明亮火焰，產物有兩種：H2O和CO2。

例：如何鑒別O2、H2、N2、CH4、CO、CO2、空氣這七種氣體？

解：首先給七種氣體進行編號A、B、C、D、E、F、G，并進行如下實驗：

結論：A是CH4，B是H2，C是CO，D是CO2，E是N2，F是空氣，G是O2。

（2）指示劑法。是根據氣體具有明顯的酸堿性差異加以區分的方法。如NH3能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，HCl能使濕潤的藍色石蕊試紙變紅。

2.固體類

（1）加水法。如果待檢驗的物質之間有較明顯的溶解性差異和溶解時的熱效應差異，則可用加水使其溶解來檢驗。如用一種試劑檢驗：NaCl、NH4Cl、NaOH、AgCl四種固體物質，這種試劑就是水。NaCl可溶于水，溶解后溶液溫度無明顯變化；NH4Cl易溶于水，溶解后溶液溫度顯著降低；NaOH易溶于水，溶解后溶液溫度顯著升高，而氯化銀不溶于水。

（2）加酸法。如果被鑒別的物質為金屬單質和金屬氧化物時，可選擇強酸為試劑進行鑒別。如用一種試劑鑒別Fe、Cu、Fe2O3、CuO四種固體物質，這種試劑是稀HCl（或稀H2SO4）。Fe與HCl反應有氣體（H2）產生，生成淺綠色溶液；Cu不溶于HCl，無現象產生；Fe2O3溶于HCl生成黃色的FeCl3溶液；CuO溶于HCl生成藍色的CuCl2溶液。

（3）加熱法。如要鑒別NaHCO3、NH4HCO3、Na2CO3三種固體物質，即可加熱法。加熱時，NH4HCO3完全分解成CO2、NH3、水蒸氣，試管內無任何殘留物；NaHCO3受熱分解有氣體產生，試管內留有白色固體Na2CO3；Na2CO3受熱時不分解，無現象產生。

（4）配成溶液法。固體類的鑒別，可以把固體配成溶液加以鑒別，下面將會講到。

3.溶液類

（1）觀察法。溶液的鑒別首先是要觀察溶液的顏色，如果有特殊的顏色先確定其成分。如鑒別NH4NO3、Ba（NO3）2、FeCl3、CuSO4、NaOH五種溶液。首先觀察溶液的顏色，顯藍色的是CuSO4溶液；顯黃色的是FeCl3溶液；能與CuSO4溶液反應生成藍色絮狀沉淀的是NaOH溶液；能與NaOH溶液反應有刺激性氣味的是NH4NO3溶液；剩下的是Ba（NO3）2溶液。

（2）兩兩混合列表法。當不用任何試劑來鑒別溶液時，可用兩兩混合列表法加以區分。如有五種無色溶液，它們分別是Ca（NO3）2、HCl、AgNO3、Na2CO3、BaCl2溶液，不用任何試劑把它們區分開來。我們可以先給五種溶液進行編號A、B、C、D、E，再兩兩混合列表：

A B C D E

A — ↓ — ↓ —

B ↓ — ↓ ↓ —

C — ↓ — ↑ —

D ↓ ↓ ↑ — ↓

E — — — ↓ —

分析表格得出，會產生氣體并能與其它三種溶液反應生成沉淀的是Na2CO3溶液，因此D是Na2CO3溶液，則C是HCl溶液。C與B能生成沉淀，則B是AgNO3溶液。A能與B和D生成沉淀，因此A是BaCl2溶液，則E是Ca（NO3）2溶液。

（3）指示劑顯色法。此類方法是鑒別具有明顯酸堿性差異的溶液。如用一種試劑鑒別H2SO4、Na2SO4、Na2CO3溶液，可選的試劑是紫色石蕊試液。

（4）區陽離子法。當溶液中的陰離子相同時，我們可以來鑒別它們的陽離子。如：用一種試劑鑒別NH4Cl、NaCl、CuCl2、MgCl2四種溶液。可選用NaOH溶液，有刺激性氣味產生的溶液是NH4Cl溶液；能產生藍色沉淀的是CuCl2溶液；有白色沉淀的是MgCl2溶液；沒有明顯現象的是NaCl溶液。

（5）區陰離子法。當溶液中的陽離子相同時，我們可以來鑒別它們的陰離子。如用一種試劑鑒別NaCl、Na2CO3、Na2SO3三種溶液。可選稀HCl或稀H2SO4，能產生刺激性氣味的是Na2SO3溶液；能產生無刺激性氣味的是Na2CO3；另一種是NaCl溶液。

（6）區陰陽離子法。當溶液中有幾種相同的陰離子和陽離子時，可選用區分兩種離子結合起來的一種試劑。如用一種試劑鑒別AgNO3、Na2CO3、Na2SO3、Ba（NO3）2四種溶液。區分Ag +、Ba2+可用Cl-。區分CO3 2-、SO32-可用H+，所以加入的試劑是稀HCl。能產生無刺激性氣味的是Na2CO3溶液；能產生刺激性氣味的是Na2SO3溶液；有沉淀的是AgNO3溶液；無明顯現象的是Ba（NO3）2溶液。

三、物質的推斷

推斷是根據已知實驗步驟和實驗現象，運用物質特性進行分析、推理、判斷出樣品中的物質。其基本思路如下：

1.反應特征突破法

例：某化工廠排放的廢液中含有AgNO3、Zn（NO3）2和Cu（NO3）2三種物質。為了分離并回收金屬銀和銅，科學興趣小組的同學設計了如下實驗方案：

根據以上實驗方案，你認為：a是 ，b是 ，c是 ，X是 ，Y是 ，Z是 ，B是 。

解：第一步，分析三種離子的活動性。由于三種金屬的活動性順序為Zn﹥Cu﹥Ag，則三種離子的活動性為Ag+﹤Cu2+﹤Zn2+。據此推斷首先置換出來的金屬是銀，則固體X為Ag。所加金屬對應的活動性應強于Ag，弱于或等于Cu。且根據分離的原則—不能加入新的雜質，因此只能加入Cu粉，即a為Cu。第二步，同理分析：在分離、回收Cu時，應加入過量的Zn或Fe。第三步，上步所得的固體Y中含生成的Cu和剩余的Zn或Fe。要除去Zn或Fe，可以加稀鹽酸或稀硫酸，最后得到的固體是Z，為銅。

結論：a是 Cu ，b是Zn或Fe，c是稀HCl或H2SO4，X是 Ag ，Y是Cu、Zn（或Fe），Z是 Cu ，B是Zn（NO3）2﹝或Fe（NO3）2﹞。

2.現象特征突破法

例：六朝古都南京的地鐵建設破土動工時，考古興趣小組為了研究從地鐵建設工地出土的文物，對兩件文物的表面物質A和B進行了如下圖示的實驗。

（1）請你根據上圖實驗現象推斷下列物質的化學式：

B： ；F： G： 。

（2）寫出下列轉化的化學方程式：

C→D ；E→H+I ；

J+K→L 。

解：本題的突破口是初中階段的特殊化學反應與典型物質的特殊顏色，以此為切入點，采用逆推法即可達到順藤摸瓜的目的。

首先，初中化學中紅褐色沉淀只有Fe（OH）3，故可斷定D為Fe（OH）3，進而逆推出C為FeCl3溶液，A為Fe2O3（鐵銹的主要成分）。

其次，由電解水的反應可確定E為H2O，再根據H與A高溫反應生成黑色粉末J可知H物質為H2，J為Fe。由黑色粉末F與稀硫酸反應生成藍色溶液K，可斷定F為CuO，K為CuSO4，進而確定L為紅色Cu。

最后，由G能使澄清石灰水變渾濁，可確定G為CO2氣體，進一步依據綠色粉末B受熱分解得到H2O、CuO和CO2，可確定B為Cu2（OH）2CO3。

結論：（1）Cu2（OH）2CO3；CuO；CO2

（2）FeCl3 + 3NaOH =3NaCl + Fe（OH）3

2H2O2 H2↑+ O2↑

Fe + CuSO4 = Cu + Fe SO4

參考文獻：

[1]郭海平，盧志海主編.科學競賽階梯訓練.浙江教育出版社

[2]傅獻彩主編.大學化學.高等教育出版社

[3]黃東坡主編.化學培優競賽.湖北人民出版社

[4]孟建平主編.奧賽捷徑.浙江大學出版社