（浙江專用）2018年高中化學 專題3 物質的檢驗與鑒別 課題1 牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗教學案 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 [浙江選考加試要求] —————————————————————————————————— 1．牙膏的主要成分及其功能。 2．檢驗牙膏中含有的碳酸鈣、甘油的化學原理和操作方法。 3．火柴起火的原理。 4．火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗原理和操作方法。 5．物質檢驗的方案設計。 1．了解牙膏和火柴頭的主要成分及其檢驗方法。培養(yǎng)設計實驗方案并動手操作的技能。 2．通過“發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、設計實驗、實驗驗證、分析推論”的實驗探究過程，培養(yǎng)設計實驗、觀察實驗、評價實驗等綜合實驗能力。 3．以牙膏和火柴頭成分知識為載體，培養(yǎng)學生關注社會，熱愛生命的情感。 　　 ———————實驗要素先知道　 一、 牙膏中某些成分的檢驗 1．檢驗牙膏中的摩擦劑是否為CaCO3 (1)CaCO3跟鹽酸反應產(chǎn)生無色無味的能使澄清石灰水變渾濁的氣體——證明有CO。 相關反應的方程式為 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＋。 相關反應的離子方程式為Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓ 2．檢驗牙膏中的保濕劑是否為甘油 多羥基化合物與新制Cu(OH)2懸濁液反應產(chǎn)生絳藍色的溶液。 相關反應的化學方程式為 3．檢驗牙膏中含有F－ Ⅰ.Ca2＋＋2F－===CaF2↓(白色) Ⅱ.Fe3＋(黃色)＋6F－===[FeF6]3－(無色) Ⅲ.Fe(SCN)3＋6F－===[FeF6]3－(無色)＋3SCN－ 二、火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗 1．硫元素的檢驗 火柴頭中含有單質硫，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，溶液由紅色褪為無色，反應方程式為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色，反應方程式為SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。 (3)通入無色的氫硫酸溶液中，溶液變渾濁，反應方程式為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色，加熱時溶液又變?yōu)榧t色。 2．氯元素的檢驗 (1)檢驗燃燒后生成的Cl－：火柴頭中含有KClO3，點燃后KClO3轉化為KCl，可用AgNO3溶液檢驗。 化學反應：2KClO32KCl＋3O2↑， KCl＋AgNO3===AgCl＋KNO3。 (2)直接檢驗ClO：KClO3直接與AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液反應。 離子反應為ClO＋3NO＋Ag＋===AgCl↓＋3NO。 ———————實驗過程詳剖析 [器材與原理] 相關器材 試管、燒杯、玻璃棒、滴管、酒精燈、火柴、刀片、試管夾。 [實驗與拓展] 實驗流程 1．牙膏中某些成分的檢驗 (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。 實驗現(xiàn)象：攪拌后呈膠狀，靜置后有沉淀。 (2)測溶液的pH 用玻璃棒蘸取步驟1所得溶液點在試紙中部，并與標準比色卡對比。 實驗現(xiàn)象及結論：pH＞7，溶液顯堿性。 (3)檢驗甘油 取2 mL步驟1所得溶液，加入少量新制Cu(OH)2。 實驗現(xiàn)象及結論：溶液變?yōu)榻{藍色，說明溶液中有甘油。 (4)檢驗F－ 實驗方案 實驗現(xiàn)象 實驗結論 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 CO的檢驗：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。 實驗現(xiàn)象及結論：產(chǎn)生無色無味氣體，玻璃棒表面溶液變渾濁，說明沉淀物中含有碳酸鹽。 Ca2＋的檢驗：在檢驗完CO的溶液中加入1 molL－1的(NH4)2C2O4溶液。 實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀，說明沉淀物為鈣鹽。 2．火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗 (1)檢驗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。 實驗現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液褪色。 方案2：用漏斗、試管、注射器、導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燃火柴頭，使火柴頭燃燒，慢慢拉動注射器的活塞進行抽氣，讓火柴頭燃燒產(chǎn)生的氣體通過淺紅色的0.000 5 molL－1KMnO4酸性溶液。 實驗現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液褪色。 (2)檢驗火柴頭中氯元素的存在 方案1：將實驗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。 實驗現(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。 實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。 實驗結論：據(jù)方案1或2均檢驗出火柴頭中含有氯元素。 對點集訓 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、食物殘渣等。 2．檢驗某牙膏中不溶于水的成分是否含有Al(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，既能溶于強酸又能溶于強堿。 3．取火柴頭浸于水中片刻后的溶液，檢驗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，氯元素具有較高價態(tài)，具有氧化性，可選擇還原劑將其還原為Cl－，通過檢驗Cl－存在檢驗Cl元素存在。加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液時，發(fā)生如下反應ClO＋3NO＋Ag＋===AgCl↓＋3NO，有白色沉淀生成。注意KI淀粉溶液變藍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SO2的裝置正確的是(　　) 解析：選B　A項，把KMnO4溶液抽入注射器內(nèi)；C項，把KMnO4溶液壓出試管外；D項，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。某研究性學習小組進行火柴頭中有關物質的實驗探究： (1)某同學研究了教材中的實驗裝置后提出用如圖所示方法進行實驗更為簡便。他的操作是： A．當圖中所示火柴頭燃燒完時，立即移出火柴； B．_________________________________________________________________。 (2)測定火柴頭中KClO3的含量主要實驗步驟如下： A．刮取火柴頭，小心研碎，稱得其質量為2.45 g ； B．用適量蒸餾水充分浸泡后過濾、洗滌殘渣； C．往裝有濾液和洗滌液的燒杯中加入過量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，攪拌，充分反應后，過濾、洗滌沉淀； D．干燥沉淀物，稱得其質量為1.435 g。 ①實驗中發(fā)生的反應是KClO3＋3NaNO2＋AgNO3===AgCl↓＋3NaNO3＋KNO3，反應中AgNO3、NaNO2均需要過量的原因是__________________________________________； ②實驗測得火柴頭中KClO3的質量分數(shù)為__________； ③如果B步驟中未洗滌沉淀殘渣，測得KClO3的質量分數(shù)將____________(填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)，如果C步驟中未洗滌AgCl沉淀，測得KClO3的質量分數(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要使實驗減小誤差，保證氯元素完全轉化為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步驟不洗滌沉淀會造成KClO3損失，從而造成最終的AgCl沉淀量減少，故結果偏??；C步驟不洗滌沉淀會造成AgCl沉淀量增加，故會使結果偏大。 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中氯元素全部轉化為AgCl沉淀 ②50%　③偏小　偏大 拓展實驗 居室內(nèi)空氣中甲醛濃度的檢測 (1)實驗步驟：向一定量的酸性高錳酸鉀溶液中緩慢通入待測的室內(nèi)空氣，測得使酸性高錳酸鉀溶液恰好褪色時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)實驗現(xiàn)象：紫色酸性高錳酸鉀溶液變無色。 (3)實驗原理：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，否則反應所需甲醛的物質的量就多，實驗時間就長。 ———————課后檢測與提能 1．用pH試紙測定溶液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液點在試紙上，再與標準比色卡對照 B．將一小塊試紙用蒸餾水潤濕后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，再與標準比色卡對照 C．將一小條試紙在待測液中蘸一下，取出后放在表面皿上，與標準比色卡對照 D．將一小條試紙先用蒸餾水潤濕后，再在待測液中蘸一下，取出后與標準比色卡對照 解析：選A　pH試紙在使用前不能用蒸餾水潤濕，否則影響pH的測定。正確方法是要用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，再與標準比色卡對照，更不能用試紙蘸取待測液，污染化學試劑。 2．有甲酸、乙酸、乙醛、乙酸乙酯、乙醇、溴乙烷6種無色溶液，只用一種試劑就可以將它們一一鑒別出來。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與甲酸、乙酸發(fā)生中和反應，生成易溶的銅鹽溶液。甲酸和乙醛有醛基，加熱時會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，當與酯或溴乙烷相混時，有機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是否變質，所選檢驗試劑(括號內(nèi)物質)不能達到目的的是(　　) 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，所以無法確定Na2SO3溶液是否變質。 4．用試紙檢驗氣體性質是一種重要的實驗方法。如圖所示的實驗(可加熱)中，下列試紙的選用、現(xiàn)象、對應結論都正確的一項是(　　) 選項 試劑B 濕潤的試紙A 現(xiàn)象 結論 A 碘水 淀粉試紙 變藍 碘具有氧化性 B 濃氨水，生石灰 藍色石蕊試紙 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 NO2為酸性氣體 解析：選C　碘水與淀粉溶液未接觸，不會變藍，即使碘遇淀粉變藍色也不是顯示碘的氧化性，A項錯誤；氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，故不能用藍色石蕊試紙檢驗氨氣，B項錯誤；二氧化氮能使碘化鉀淀粉試紙變藍，是因其具有氧化性，將碘離子氧化為單質碘，D項錯誤。 5．甲、乙、丙、丁分別是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四種物質中的一種。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，無明顯現(xiàn)象發(fā)生。據(jù)此推斷丙物質是(　　) A．Al2(SO4)3 B．NaOH C．BaCl2 D．FeSO4 解析：選D　由題給反應現(xiàn)象可知，丁為NaOH，乙為Al2(SO4)3，甲為BaCl2，故丙為FeSO4。 6．下列有關物質檢驗的實驗結論正確的是(　　) 選項 實驗操作及現(xiàn)象 實驗結論 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 該物質一定屬于醛類 解析：選B　A項，檢驗SO時，應先加鹽酸，再加氯化鋇溶液，否則會受到其他離子的干擾，如Ag＋；C項，能夠使品紅溶液褪色的氣體不一定是SO2，如氯氣；D項，能發(fā)生銀鏡反應的官能團為醛基，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中。 7．如圖裝置可用于收集SO2并驗證其某些化學性質，下列說法正確的是(　　) 選項 試劑 現(xiàn)象 結論 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 無明顯現(xiàn)象 SO2與NaOH 溶液不反應 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，高錳酸鉀酸性溶液具有強氧化性，體現(xiàn)二氧化硫的還原性，錯誤；B項，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，二氧化硫是酸性氧化物，可以與氫氧化鈉溶液反應生成亞硫酸鈉，錯誤；D項，二氧化硫可以使紫色石蕊溶液變紅，說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，錯誤。 8．請結合火柴燃燒過程中觀察到的現(xiàn)象，探討該過程中可能發(fā)生的主要反應，并寫出它們的化學方程式。 解析：點燃火柴的過程中 ，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流程圖： 請回答下列問題： (1)在①中加水、攪拌、靜置后，接下來的實驗操作名稱是________，所需要的主要玻璃儀器有___________________________________________________________________。 (2)在②中用pH試紙測溶液的pH的操作方法是________________________________。 (3)寫出④中發(fā)生反應的化學方程式_________________________________________。 (4)在⑥中檢驗Ca2＋的存在，除可用焰色反應外，還可利用Ca2＋和________溶液的反應來進行。 解析：pH試紙在使用時不能用水濕潤，否則可能造成結果不準確。要用玻璃棒蘸取，與標準比色卡對照。Ca2＋的檢驗可用草酸銨。 答案：(1)過濾　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液點在pH試紙上，再與標準比色卡對比 (3) (4)草酸銨