初中阶段物质的检验和推断

丁积焕

【摘 要】《中考专题辅导》指出：物质的鉴定、鉴别和推断均需根据物质的特征反应，选择恰当的试剂与方法，准确观察反应中的颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成与气味等现象加以判定，得出结论，必要时写出化学方程式。

【关键词】物质的检验；检验方法；物质的鉴定；物质的鉴别；物质的推断

物质的检验是中考的一大重点，也是初中学生比较难把握的知识点。它融元素与化合物知识和基本概念、基本理论于一体，具有考查知识面广、综合性强、题型多变、思维容量大和能力层次高等特点。物质的检验包括物质的鉴定、鉴别和推断等类型。在检验时应做到“先取样，后操作”、“先现象，后结论”，却不可把用剩的试剂放回原处，更不可在原试剂上进行检验。

一、物质的鉴定

是根据物质的某一特性，用化学方法来确定它是不是这种物质或含不含有某种成分或某一物质的组成。通常必须分别检验出阳离子和阴离子，对物质进行确认。

例1：鉴定一瓶无色溶液是不是稀硫酸溶液？

分析：要鉴定此溶液是否是稀硫酸溶液，必须要鉴定溶液中的H+和SO42-。要证明H+可以用紫色石蕊试剂或PH试纸；证明SO42-可以用硝酸钡溶液和稀硝酸。

二、物质的鉴别

1.气体类

（1）点燃法。根据气体是否具有可燃性及燃烧的现象加以区分。如O2能使带火星的木条复燃；H2点燃产生淡蓝色的火焰，产物只有水；CO2不能燃烧，也不支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊；CO点燃产生淡蓝色的火焰，产物只有CO2；CH4点燃产生蓝色的明亮火焰，产物有两种：H2O和CO2。

例：如何鉴别O2、H2、N2、CH4、CO、CO2、空气这七种气体？

解：首先给七种气体进行编号A、B、C、D、E、F、G，并进行如下实验：

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

（2）指示剂法。是根据气体具有明显的酸碱性差异加以区分的方法。如NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，HCl能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。

2.固体类

（1）加水法。如果待检验的物质之间有较明显的溶解性差异和溶解时的热效应差异，则可用加水使其溶解来检验。如用一种试剂检验：NaCl、NH4Cl、NaOH、AgCl四种固体物质，这种试剂就是水。NaCl可溶于水，溶解后溶液温度无明显变化；NH4Cl易溶于水，溶解后溶液温度显著降低；NaOH易溶于水，溶解后溶液温度显著升高，而氯化银不溶于水。

（2）加酸法。如果被鉴别的物质为金属单质和金属氧化物时，可选择强酸为试剂进行鉴别。如用一种试剂鉴别Fe、Cu、Fe2O3、CuO四种固体物质，这种试剂是稀HCl（或稀H2SO4）。Fe与HCl反应有气体（H2）产生，生成浅绿色溶液；Cu不溶于HCl，无现象产生；Fe2O3溶于HCl生成黄色的FeCl3溶液；CuO溶于HCl生成蓝色的CuCl2溶液。

（3）加热法。如要鉴别NaHCO3、NH4HCO3、Na2CO3三种固体物质，即可加热法。加热时，NH4HCO3完全分解成CO2、NH3、水蒸气，试管内无任何残留物；NaHCO3受热分解有气体产生，试管内留有白色固体Na2CO3；Na2CO3受热时不分解，无现象产生。

（4）配成溶液法。固体类的鉴别，可以把固体配成溶液加以鉴别，下面将会讲到。

3.溶液类

（1）观察法。溶液的鉴别首先是要观察溶液的颜色，如果有特殊的颜色先确定其成分。如鉴别NH4NO3、Ba（NO3）2、FeCl3、CuSO4、NaOH五种溶液。首先观察溶液的颜色，显蓝色的是CuSO4溶液；显黄色的是FeCl3溶液；能与CuSO4溶液反应生成蓝色絮状沉淀的是NaOH溶液；能与NaOH溶液反应有刺激性气味的是NH4NO3溶液；剩下的是Ba（NO3）2溶液。

（2）两两混合列表法。当不用任何试剂来鉴别溶液时，可用两两混合列表法加以区分。如有五种无色溶液，它们分别是Ca（NO3）2、HCl、AgNO3、Na2CO3、BaCl2溶液，不用任何试剂把它们区分开来。我们可以先给五种溶液进行编号A、B、C、D、E，再两两混合列表：

A B C D E

A — ↓ — ↓ —

B ↓ — ↓ ↓ —

C — ↓ — ↑ —

D ↓ ↓ ↑ — ↓

E — — — ↓ —

分析表格得出，会产生气体并能与其它三种溶液反应生成沉淀的是Na2CO3溶液，因此D是Na2CO3溶液，则C是HCl溶液。C与B能生成沉淀，则B是AgNO3溶液。A能与B和D生成沉淀，因此A是BaCl2溶液，则E是Ca（NO3）2溶液。

（3）指示剂显色法。此类方法是鉴别具有明显酸碱性差异的溶液。如用一种试剂鉴别H2SO4、Na2SO4、Na2CO3溶液，可选的试剂是紫色石蕊试液。

（4）区阳离子法。当溶液中的阴离子相同时，我们可以来鉴别它们的阳离子。如：用一种试剂鉴别NH4Cl、NaCl、CuCl2、MgCl2四种溶液。可选用NaOH溶液，有刺激性气味产生的溶液是NH4Cl溶液；能产生蓝色沉淀的是CuCl2溶液；有白色沉淀的是MgCl2溶液；没有明显现象的是NaCl溶液。

（5）区阴离子法。当溶液中的阳离子相同时，我们可以来鉴别它们的阴离子。如用一种试剂鉴别NaCl、Na2CO3、Na2SO3三种溶液。可选稀HCl或稀H2SO4，能产生刺激性气味的是Na2SO3溶液；能产生无刺激性气味的是Na2CO3；另一种是NaCl溶液。

（6）区阴阳离子法。当溶液中有几种相同的阴离子和阳离子时，可选用区分两种离子结合起来的一种试剂。如用一种试剂鉴别AgNO3、Na2CO3、Na2SO3、Ba（NO3）2四种溶液。区分Ag +、Ba2+可用Cl-。区分CO3 2-、SO32-可用H+，所以加入的试剂是稀HCl。能产生无刺激性气味的是Na2CO3溶液；能产生刺激性气味的是Na2SO3溶液；有沉淀的是AgNO3溶液；无明显现象的是Ba（NO3）2溶液。

三、物质的推断

推断是根据已知实验步骤和实验现象，运用物质特性进行分析、推理、判断出样品中的物质。其基本思路如下：

1.反应特征突破法

例：某化工厂排放的废液中含有AgNO3、Zn（NO3）2和Cu（NO3）2三种物质。为了分离并回收金属银和铜，科学兴趣小组的同学设计了如下实验方案：

根据以上实验方案，你认为：a是 ，b是 ，c是 ，X是 ，Y是 ，Z是 ，B是 。

解：第一步，分析三种离子的活动性。由于三种金属的活动性顺序为Zn﹥Cu﹥Ag，则三种离子的活动性为Ag+﹤Cu2+﹤Zn2+。据此推断首先置换出来的金属是银，则固体X为Ag。所加金属对应的活动性应强于Ag，弱于或等于Cu。且根据分离的原则—不能加入新的杂质，因此只能加入Cu粉，即a为Cu。第二步，同理分析：在分离、回收Cu时，应加入过量的Zn或Fe。第三步，上步所得的固体Y中含生成的Cu和剩余的Zn或Fe。要除去Zn或Fe，可以加稀盐酸或稀硫酸，最后得到的固体是Z，为铜。

结论：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.现象特征突破法

例：六朝古都南京的地铁建设破土动工时，考古兴趣小组为了研究从地铁建设工地出土的文物，对两件文物的表面物质A和B进行了如下图示的实验。

（1）请你根据上图实验现象推断下列物质的化学式：

B： ；F： G： 。

（2）写出下列转化的化学方程式：

C→D ；E→H+I ；

J+K→L 。

解：本题的突破口是初中阶段的特殊化学反应与典型物质的特殊颜色，以此为切入点，采用逆推法即可达到顺藤摸瓜的目的。

首先，初中化学中红褐色沉淀只有Fe（OH）3，故可断定D为Fe（OH）3，进而逆推出C为FeCl3溶液，A为Fe2O3（铁锈的主要成分）。

其次，由电解水的反应可确定E为H2O，再根据H与A高温反应生成黑色粉末J可知H物质为H2，J为Fe。由黑色粉末F与稀硫酸反应生成蓝色溶液K，可断定F为CuO，K为CuSO4，进而确定L为红色Cu。

最后，由G能使澄清石灰水变浑浊，可确定G为CO2气体，进一步依据绿色粉末B受热分解得到H2O、CuO和CO2，可确定B为Cu2（OH）2CO3。

结论：（1）Cu2（OH）2CO3；CuO；CO2

（2）FeCl3 + 3NaOH =3NaCl + Fe（OH）3

2H2O2 H2↑+ O2↑

Fe + CuSO4 = Cu + Fe SO4

参考文献：

[1]郭海平，卢志海主编.科学竞赛阶梯训练.浙江教育出版社

[2]傅献彩主编.大学化学.高等教育出版社

[3]黄东坡主编.化学培优竞赛.湖北人民出版社

[4]孟建平主编.奥赛捷径.浙江大学出版社