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專題二   物質的檢驗和推斷
【復習目標】
1．會用實驗方法鑒別氧氣、氫氣、二氧化碳以及鹽酸、硫酸和碳酸鹽。
2．會使用指示劑和PH試紙鑒別酸性溶液和堿性溶液。
3．會根據實驗步驟和現象以及常見物質的其它特征判斷物質的存在。
【知識要點梳理】
一、基本概念
1．鑒別：是利用幾種物質性質上的差異，選擇適當的試劑，通過實驗所產生的不同現象把它們一一區別出來。
2．檢驗：是根據物質的特性，選擇適當的試劑，通過實驗所產生的現象來分析它的組成，從而確定是不是這種物質（如果是酸堿鹽，則要分別確認陰陽離子各是什么）。
3．推斷：是根據題目所給的信息，通過推理判斷各種物質是什么或物質的存在情況。做推斷題時，以文字信息為序，尋找并抓住“突破口”（特征反應、特征現象、特征物質），逐步分析和篩選。
【物質推斷題的解題步驟】
①審題：認真審讀原題，弄清文意和圖意，理出題給條件，深挖細找，反復推敲。
②分析：抓住關鍵（“題眼”），找準解題的突破口，并從突破口出發，探求知識間的內在聯。
③解答：根據題目的要求，按照分析和推理的結果，進行認真而全面的解答。
④檢驗：得出結論后切勿忘記驗證。其方法是將所得答案放回原題中進行檢驗，若完全符合，則說明答案正確。若出現不符，則說明答案有誤，需另行思考，推出正確答案。
4．物質檢驗的原則：用最簡便的方法，最少的試劑和最明顯的現象進行鑒別，以達到簡便、快速的最佳效果。
5．物質檢驗的一般方法：
（1）物理方法：依據特殊的物理性質（如顏色、氣味、溶解性、溶解時熱效應等）進行觀察、分析、判斷，得出結論。
（2）化學方法：一般包括取樣、操作、現象、結論四個部分。
6．物質檢驗的基本步驟：
（1）對試樣進行外觀觀察：主要目的是利用被檢驗物質的顏色和狀態，對可能含有的某些組分進行推斷，進而排除另一些組分存在的可能性。
（2）必須先取樣，然后滴加檢驗試劑。絕對不能將檢測試劑直接加入到待測液中，一造成浪費，二無法進行后續檢測。
（3）在進行檢驗時，除了要考慮各離子的特征反應外，最重要的是要選取適當的措施排除離子之間可能存在的干擾。只要排除干擾的方法得當，就可以設計出正確的實驗方案。
二、常見物質或離子的檢驗
1．常見氣體的檢驗方法
 鑒別試劑（方法） 鑒別操作 鑒別現象
O2 帶火星的木條 將帶火星的木條伸入其中 木條復燃
CO2 澄清的石灰水 通入澄清的石灰水 澄清的石灰水變渾濁
H2 點燃 在試管口點火，火焰上方罩一干燥燒杯 氣體燃燒產生淡藍色火焰，燒杯壁上有水珠生成。2H2+O2 2H2O

CO 氧化銅，澄清的石灰水 將氣體依次通過灼熱的氧化銅、澄清的石灰水 黑色粉末變紅，澄清的石灰水變渾濁
H2O 無水硫酸銅 通過或加入無水硫酸銅 白色粉末變藍
（2）酸、堿、鹽或離子的檢驗
 鑒別試劑（方法） 鑒別操作 鑒別現象
H+ 紫色的石蕊試液 滴入紫色的石蕊試液 溶液變紅
 鋅粒 加入鋅粒 有氣泡產生
 碳酸鹽 加入碳酸鹽 有氣泡產生
OH- 無色酚酞溶液 滴入無色酚酞試液 溶液變紅
 含Cu2+溶液 滴入CuSO4溶液 產生藍色沉淀
 含Fe3+溶液 滴入FeCl3溶液 產生紅褐色沉淀
CO32- 稀鹽酸，澄清的石灰水 取少量樣品于試管中，加入適量的稀鹽酸，再將產生的氣體通入澄清的石灰水 產生大量氣泡，石灰水變渾濁
SO42- Ba(NO3)2、稀HNO3 取少量樣品溶液于試管中，加入適量的Ba(NO3)2，再加入稀硝酸，振蕩 產生的白色沉淀不溶于稀硝酸
Cl- AgNO3、稀HNO3 取少量樣品溶液于試管中，加入適量的AgNO3溶液，再加入稀硝酸，振蕩 產生的白色沉淀不溶于稀硝酸
NH4+ NaOH溶液或熟石灰，紅色石蕊試紙 取少量樣品于試管中，加入氫氧化鈉（溶液）或熟石灰，微熱，再將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口 產生的刺激性氣味的氣體能使紅色石蕊試紙變藍
3．日常生活物質的檢驗
①硬水和軟水鑒別：取樣，加肥皂水，攪拌或振蕩，泡沫較多的為軟水，泡沫少，易起浮渣的為硬水。
②棉和羊毛織物、合成纖維的鑒別---取少量灼燒，聞氣味；
③熱塑性塑料和熱固性塑料的鑒別：取樣，加熱，能熔化的是熱塑性塑料，不熔化的是熱固性塑料；
④化肥的簡易鑒別：利用外觀和溶解性區別出磷肥（磷肥是灰白色粉末，磷肥多數不溶或部分溶于水），氮肥、鉀肥是白色晶體，氮肥、鉀肥全溶于水。再利用加熟石灰研磨區分氮肥和鉀肥，氮肥有刺激性氣味，鉀肥無氣味。
三、溶液的鑒別原則：
1．要點：先比較不同物質所含離子的異同，然后根據它們與其它離子或指示劑反應產生的不同現象如生成氣體、沉淀、改變顏色等選擇合適的試劑進行鑒別。
2．若溶液中同時存在SO42-、CO32-、Cl-，通常的鑒別順序是：用HNO3鑒別出CO32- →用Ba(NO3)2溶液鑒別出SO42-→用AgNO3鑒別出Cl-。
3.用一種試劑鑒別三種物質：這種試劑要么是紫色石蕊試液，要么是稀鹽酸或硫酸，要么是碳酸鹽如碳酸鉀或碳酸鈉。
4.不用任何試劑的鑒別：一般存在有色溶液，可利用有色溶液作試劑作第一步鑒別，然后用鑒別出的物質或生成物作試劑進一步鑒別。
四、物質的鑒別、檢驗和推斷的依據
1．常見物質的顏色：
（1）黑色固體：木炭粉、鐵粉、CuO、MnO2、Fe3O4  （2）紅色固體：Cu、Fe2O3、紅磷     
（3）溶液的顏色：含Cu2+的溶液呈藍色；含Fe2+的溶液呈淺綠色；含Fe3+的溶液呈黃色。
（4）沉淀（即不溶于水的鹽和堿）：
①鹽：白色沉淀：CaCO3、BaCO3（不溶于水能溶于稀HNO3）   AgCl、BaSO4（不溶于水也不溶于稀HNO3）
②堿：藍色沉淀：Cu(OH)2   紅褐色沉淀：Fe(OH)3
2．四類離子對的關系：
（1）Cl-與Ag+反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀（AgCl）
（2）SO42-與Ba2+反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀（BaSO4）
（3）OH-能與Cu2+反應生成能溶于酸的藍色沉淀；OH-能與Fe3+反應生成能溶于酸的紅褐色沉淀；OH-能與NH4+反應生成能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的刺激性氣味的氣體。
（4）CO32-能與H+反應生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體；CO32-能與Ca2+、Ba2+反應生成能溶于酸的白色沉淀。
3．五種氣體的特點：
（1）H2是密度最小的氣體，未來最理想的燃料；（2）O2具有氧化性，能供給呼吸和支持燃燒；
（3）CO有毒，具有可燃性、還原性；（4）CO2能使澄清的石灰水變渾濁；（5）CH4是最簡單的有機物。
【典例解析】下列檢驗和區分物質的方法正確的是（　　）
A．用酚酞試液檢驗氫氧化鈉溶液是否變質     B．用鹽酸檢驗生石灰中是否混有熟石灰
C．用水區分氯化鈉和硝酸銨固體      D．用燃著的木條區分二氧化碳和氮氣
【解析】：在鑒別物質時，應抓住物質的特性，根據反應時的不同的現象進行鑒別。氫氧化鈉溶液不論是否變質，溶液都顯堿性，用酚酞試液不能檢驗氫氧化鈉溶液是否變質；鹽酸與氧化鈣和氫氧化鈣反應都生成了氯化鈣和水，用鹽酸不能檢驗生石灰中是否混有熟石灰；氯化鈉固體溶于水時，溶液的溫度基本不變；硝酸銨固體溶于水時，溶液的溫度降低，根據溶液溫度的變化可以將氯化鈉和硝酸銨固體區分；二氧化碳和氮氣都不支持燃燒，都能使燃著的木條熄滅，用燃著的木條不能區分二氧化碳和氮氣。
物質的檢驗和推斷專題探究
一、選擇題（每小題只有一個選項符合題意）
1．只用一種試劑將NaOH、Ca(OH)2、H2SO4三種無色溶液一次性區別開，這種試劑是（   ）
A．酚酞試液       B．Na2CO3溶液     C．BaCl2溶液     D．CO2
2．（2013•酒泉）下列區分物質的方法不正確的是（　　）
A．用酚酞溶液區分稀鹽酸和食鹽水      B．用燃著的木條區分氧氣和二氧化碳
C．用水區分碳酸鈣粉末和碳酸鈉粉末    D．用水區分硝酸鈉固體和氫氧化鈉固體
3．區分日常生活中的下列各組物質，兩種方法都正確的是（   ）
選項 需區分的物質 實驗方法
A 白酒和白醋 ①觀察顏色      ②聞氣味
B 食鹽和白糖 ①加稀鹽酸      ②加水溶解
C 合成纖維和天然纖維 ①點燃聞氣味    ②觀察色澤
D 酸性廁所清潔劑與堿性廚房清潔劑 ①測pH         ②加石灰石
4．對實驗現象認真分析，有助于我們理解科學本質。下列根據實驗現象得出關于物質組成成分的結論，正確的是（   ）
A．將某固體溶于水放出熱量，說明該固體中含有氫氧化鈉
B．將白色硫酸銅粉末露置在空氣中變藍色，說明空氣中含有氧氣
C．將氯化鋇溶液滴加到某溶液中。出現白色沉淀，說明該溶液中含有硫酸根離子
D．將干冷的燒杯罩在蠟燭的火焰上方，內壁出現小水珠，說明蠟燭中含有氫元素
5．鑒別下列各組物質，括號內是所選試劑，選用試劑錯誤的是（   ）
A．NaCl和NaOH（無色的酚酞試劑）        B．氧化銅和炭黑兩種黑色粉末（稀硫酸）
C．Na2SO4和AgNO3兩種溶液（BaCl2溶液）  D．H2SO4和NaCl溶液（Ba(NO3)2溶液）
6．如圖是實驗室里一瓶標簽破損的無色液體，某同學取出少量液體于試管中，加入少量黑色固體，產生大量氣泡，則下列推測正確的是（　　）
①若加入的黑色粉末為鐵粉，則該無色液體為鹽酸；
②若加入的黑色粉末為二氧化錳，則該無色液體為過氧化氫；
③若加入的黑色粉末為二氧化錳，則該無色液體為水；
④若加入的黑色粉末為鐵粉，則該無色液體為硫酸。
A．①③       B．②④     C．②③④       D．①②③④
7．下列區分物質的方法中不正確的是（    ）
A．固體CaCO3和固體Na2CO3，加水，看是否溶解  B．石灰水與氫氧化鈉溶液：滴加酚酞溶液，看是否變色
C．氧氣與二氧化碳：用帶火星的木條，看是否能使木條復燃   D．棉與合成纖維：用燃燒的方法，聞產生的氣味
8．區分下列各組物質的兩種方法均正確的是（    ）
選項 需區分的物質 方法一 方法二
A 過氧化氫溶液和水 加二氧化錳 觀察顏色
B 硝酸銨和硫酸鉀 加氫氧化鈣研磨 加適量 水觀察是否溶解
C 羊毛制品和純棉制品 觀察顏色 點燃聞氣味
D 鐵粉和氧化銅 用磁鐵吸引 加稀硫酸觀察現象
9．對于某些離子的檢驗及結論一定正確的是（　　）
A．加入稀鹽酸產生無色氣體，一定有CO32-
B．加入氯化鋇溶液有白色沉淀產生，再加鹽酸，沉淀不消失，一定有SO42-
C．加入氫氧化鈉溶液并加熱，產生的氣體能使濕潤紅色石蕊試紙變藍，一定有NH4+
D．加入碳酸鈉溶液產生白色沉淀，再加鹽酸白色沉淀消失，一定有Ba2+
10．某氣體由H2、CO、CH4中的一種或幾種組成，點燃該氣體后，依次通過如上圖所示的裝置，測得兩裝置的質量均增加，則下列對氣體組成的推斷正確的是（　　）                               
A．可能只是CH4，也可能只是CO   B．可能只有H2    C．可能是CH4和CO     D．三種氣體都一定存在
二、填空及簡答題
1．回答下列有關鑒別、檢驗、除雜質的問題。
（1）鑒別H2、CO、CH4三種氣體的方法______（填序號）；
A．聞氣味   B．觀察燃燒時火焰的顏色    C．鑒別燃燒后的產物
（2）可用來區分澄清的石灰水和稀HCl的物質為____________________；
（3）除去NaCl溶液中少量的CaCl2，可以加入適量的____________________。
2．（2013•黑龍江）已知A，B，C，D，E，F是初中化學常見的六種物質，其中A，B是組成元素相同的兩種液
態物質，D是改良酸性土壤常用的堿，F是常用的建筑材料的主要成分，它們之間的轉化關系如圖所示：
 
（1）寫出A物質的化學式______________；（2）寫出B→D的化學方程式____________________________；
（3）E的用途_________________________（答一點即可）。
3．A～H是初中常見的8種物質，它們有如圖所示的轉化關系。已知：D能使帶火星的木條復燃，G是一種黑色固體單質，大量排放H氣體會引起溫室效應，在②的反應前后B的質量和化學性質都不改變，試推斷：
 
（1）C的化學式為___________，F的化學式為________________。
（2）反應①的化學方程式_________________________；反應②的化學方程式_________________________。
（3）實驗室常用__________（填物質名稱）檢驗H氣體的存在，該反應化學方程式為_______________________。
4．A～G是初中常見的物質。其中E為黑色固體。如圖為這些物質的轉化關系圖，其中部分生成物和反應條件已省略．
      
（1）寫出下列物質的化學式：D：_________，E____________。
（2） 化學反應常伴有能量變化。B 與水反應時會______（ 填“吸收”或“放出”）熱量。
（3）實驗室不用 A 與稀硫酸反應來制取 C，原因是_______________________________________________。
（4）寫出 F+G 的化學方程式 _________________________________。
（3）寫出E→G反應的化學方程式___________________________________________。
5．下圖化學反應的溶液顏色變化體現了“魔法世界，魅力化學”：
 
（1）溶液X是              （填“酸”、“堿”、“鹽”），試劑A的名稱是                        。
（2）若X是稀硫酸，B是氧化物，則B的化學式為            。
（3）若X是稀鹽酸，C是單質，則C的名稱是          ，反應的化學方程式為                              。
（4）若X是稀硫酸，D是堿，則X與D反應的基本類型是________      。
6．2008年年初，我國南方出現了大面積的冰雪災害，在除雪過程中，融雪劑發揮了很大的作用。某公司生產的融雪劑是由氯化鈉、硝酸鈉、氯化鎂、硫酸銅中的兩種或兩種以上的物質組成的。小佳同學為探究其成分，設計并完成了以下實驗：
 
請你根據以上設計過程，完成下列空白：
（1）該融雪劑中一定含有             （寫化學式，下同），一定不含有               ，可能含有             。
（2）加入硝酸銀溶液發生反應的化學方程式是                     。
7．某同學為驗證炭在氧氣中不完全燃燒的產物既有CO又有CO2，設計如圖所示流程進行實驗，根據所學知識回答相關問題。
       
（1）按上面連接好裝置，在裝入藥品之前，必須進行的操作是___________________________。
（2）B裝置中NaOH濃溶液的作用是_______________________________。
（3）實驗開始時，必須先通入混合氣體一段時間再點燃酒精噴燈加熱，目的是______________________________。
 （4）根據設計意圖，觀察到_____________________________（填寫實驗現象）時，證明混合氣體中既有CO又有CO2；
（5）從環保角度分析，該流程設計中的一處明顯不足是____________________________。
8．已知X是有毒的氣體，它能與人體血液中的血紅蛋白結合，并且是不溶于水的氣體，Y是不支持燃燒的氣體，Z是不溶于水的固體，X、Y、Z之間有如下轉化關系．
             
請回答下列問題。
（1）寫出X的化學式___________；
（2）寫出Z和稀鹽酸反應生成Y的化學方程式：_______________________________________。
（3）“物質的組成與結構決定物質的性質”是重要的化學思想。氣體X、Y都含有_______元素和_______元素，但它們的物理性質、化學性質都不同。請舉出X、Y性質不同的一個例子___________________________________________
9．實驗室現有失去標簽的甲、乙、丙、丁四瓶試劑，都是初中化學實驗室里常見的物質。其中甲、乙均為黑色固體粉末，丙、丁為無色的酸的稀溶液。為確定成分，某科學興趣小組的同學做了如下實驗：
（1）甲+丙或丁，有氣泡產生；固體溶解，溶液逐漸變成淺綠色。則甲是__________。
（2）乙+丙或丁，無氣泡產生，固體溶解；加NaOH溶液， 產生藍色沉淀。則乙是_______________。
（3）若要證明丙是稀硫酸，則可取少量丙溶液于試管中，加入________溶液，可觀察到的現象是____________________，其反應的化學方程式為_____________________________。
10．某化學興趣小組進行了識別化肥的探究活動，他們對氯化銨、碳酸氫銨、硫酸鉀、磷礦粉四種化肥的實驗探究步驟如下：
（1）步驟一：取上述四種化肥各少量分別放入試管，觀察，從外觀上即可與其他化肥區別出來的是________________。
 （2）步驟二：在裝有另外三種化肥的試管中，分別加入少量稀鹽酸，有氣體產生的是_________。反應的化學方程式為__________________________________。 
（3）步驟三：再分別取少量未區別出的另外兩種化肥于研缽中，各加入少量熟石灰粉末，混合、研磨，有刺激性氣味氣體放出的是______。因此可知，在使用該類化肥時，要避免與____（填“酸”或“堿”）性物質混合施用，以防降低肥效。
發生反應的化學方程式為__________________________________。
11．現有一包固體粉末，其中可能含有CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、NaCl、CuSO4。進行如下實驗：①溶于水得無色澄清溶液；②取少量所得溶液，加入BaCl2溶液生成白色沉淀，再加鹽酸時沉淀消失．根據上述實驗現象推斷：
（1）一定不存在的物質是____________________________，一定存在的物質是______________________；
（2）寫出發生反應的化學方程式_____________________________、____________________________________；
（3）對于可能存在的物質的檢驗方法是（寫出操作步驟、現象和結論）：______________________________________。
12．A-G和X都是初中化學中的常見物質，其中A、C、E是無色氣體，B是紅棕色固體，X為藍色溶液，它們的轉化關系如圖所示（部分反應物、生成物已省略）：
       
（1）G的化學式是______________； （2）寫出反應①的化學方程式為__________________________；
（3）在自然界普遍存在反應②，其名稱為_________________________；
（4）D與X充分反應后過濾后得濾渣F，在濾渣F中加入稀硫酸，有氣泡產生，則濾渣的成分是_____________________。
13．某混合溶液可能含Na2SO4、Na2CO3、NaOH中的一種或幾種溶質，為驗證其組成進行如下實驗：
 
（1）混合溶液的溶質中一定有__________________________________。
（2）無色氣體的化學式為__________，產生該氣體的化學方程式為______________________________________。
（3）按該加入試劑的順序，不能驗證的物質是__________________，原因是____________________________________。
14．有一包固體粉末，可能是NaOH、Na2SO4、MgCl2、CuSO4中的一種或幾種組成，為了分析固體粉末的成分，取少量該固體粉末進行實驗，實驗方案設計如下：
    
（1）固體粉末中一定有_______________________________，一定沒有___________________________；
（2）若現象X為“沉淀全部溶解”，結論是固體粉末中_____________________________，若現象X為“沉淀部分溶解”，結論是固體粉末中______________________________；
（3）實驗步驟①和③都有相同的實驗操作，該操作名稱為_______________；
（4）若取消實驗④，將③中的試劑換為________________，也可得出相同結論。
（5）寫出②中化學反應方程式______________________________________________。
15．有A、B、C、D、E五瓶失去標簽的白色粉末（均為純凈物），老師讓化學實驗小組同學鑒別這些物質。
【調查研究】：已知它們可能是硫酸銅、碳酸鈣、碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的一種。
【查閱資料】：白色的硫酸銅粉末遇水變為藍色
【實驗探究】：小芳同學的鑒別實驗過程記錄如下
步驟1：取五種白色粉末各一藥匙，分別放入五支潔凈的試管中，各加蒸餾水2 mL，振蕩后靜置。五支試管底部均有固體存在，只有盛放E的試管中液體呈藍色，其他均呈無色。
步驟2：取 B、C、D的上層清液滴加稀鹽酸，只有B的試管中有氣泡產生，其他均無明顯現象。
步驟3：取A、C、D的上層清液放入試管中，分別滴加無色酚酞，A、C顯紅色。
請根據該學生的實驗過程，回答下列問題：
（1）由步驟1得出E為          。（2）步驟3中，D的現象是                     。
（3）根據該學生的實驗，其余四種白色粉末有部分被鑒別出來，分別是                                     （寫代號及其對應物質的化學式）。
（4）對尚未鑒別出來的物質，請設計實驗進行確定，并填入下表。
實驗操作 實驗現象及結論

實驗反思：“四支試管底部均有固體存在”，與小芳預測的“只有一支試管中有固體存在，其他試管中均為澄清溶液”的現象不同，其原因可能是                                    。