例析雙組分混合體系檢驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

吳朝輝

物質(zhì)檢驗(yàn)（鑒別）試題是

根據(jù)物質(zhì)或組成物質(zhì)的離子、基團(tuán)的特性設(shè)計(jì)方案，通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行判斷、推理和分析，并得出最終結(jié)果。

例1CO2、SO2

方案：將氣體試樣依次通過品紅溶液（如果溶液紅色褪去，則試樣中含SO2）、KMnO4溶液（除去SO2）、品紅溶液（溶液不褪色，則證明SO2已除盡）、澄清石灰水（如果溶液變渾濁，則證試樣中含CO2）。

提示：①括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容為現(xiàn)象和結(jié)論，下同。②KMnO4可以用FeCl3、碘水等試劑代替。

例2Fe3+、Fe2+

方案1：取兩份試樣于兩支試管中，分別加KSCN溶液（如果溶液變紅色，則試樣含F(xiàn)e3+）、酸性KMnO4溶液（如果紫色褪去，則試樣含F(xiàn)e2+）。

方案2：取兩份試樣于兩支試管中，分別加KSCN溶液（如果溶液變紅色，則試樣含F(xiàn)e3+）、鐵氰化鉀（K3＼[Fe（CN）6＼]）溶液（如果生成藍(lán)色沉淀，則試樣含F(xiàn)e2+）。

提示：如果試樣中含有Cl-，則方案1不可用，因?yàn)椋?0Cl- +2MnO-4+16H+ 2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O。

例3Fe3+、Cu2+

方案：取少量試樣于試管中，加過量氨水，如果溶液變成深藍(lán)色，則試樣含Cu2+；如果生成紅棕色沉淀，則試樣含F(xiàn)e3+。

提示①檢驗(yàn)Fe2+、Cu2+的雙組份體系也可用這一方法。②加入過量氨水，發(fā)生的反應(yīng)為：

Cu2+ + 4NH3·H2O

Cu（NH3）2+4+4H2O

Fe3+ + 3NH3·H2OFe（OH）3↓+ 3NH4+。

例4CO2-3、HCO-3

方案：取少量試樣于試管中，加過量MgCl2溶液（如果生成白色沉淀，則試樣含CO2-3），過濾后向?yàn)V液中加入鹽酸（如果生成無色無味的氣體，則試樣含HCO3-）。

提示：加MgCl2溶液過量，是在檢出CO2-3的同時(shí)除去CO2-3。

例5CO2-3、OH-

方案：取少量試樣于試管中，加過量CaCl2溶液（如生成白色沉淀，則試樣含CO2-3），過濾后向?yàn)V液中加入酚酞（如溶液變紅色，則試樣含OH-）。

提示：①加過量CaCl2溶液，是為了檢出CO2-3的同時(shí)除去CO2-3。②CaCl2可用BaCl2代替。

例6SO2-4、SO2-3

方案1：取少量試樣于試管中，依次加入過量鹽酸（如生成無色有刺激性氣味的氣體，則試樣含SO2-3）、BaCl2溶液（如生成白色沉淀，則試樣含SO2-4）。

提示：加過量鹽酸，是在檢出SO2-3的同時(shí)將它除去。

方案2：取少量試樣于試管中，依次加入BaCl2溶液、過量鹽酸（如果沉淀部分溶解，且生成無色有刺激性氣味的氣體，則試樣含SO2-4SO2-3）。

提示：兩個(gè)方案中的鹽酸，均不能用硫酸、硝酸代替。

例7NO-3、NO-2

方案：取少量試樣于試管中，先加入過量稀硫酸并微熱（如果生成紅棕色氣體，則試樣含NO-2）、再加入銅片（溶液變藍(lán)色且生成紅棕色氣體，則試樣含NO-3）。

提示：①加入稀硫酸時(shí)，反應(yīng)有：

NaNO2+H2SO4NaHSO4+HNO2

2HNO2NO↑+NO2↑+H2O

②加入Cu，反應(yīng)有：

3Cu+8H++2NO-33Cu2++2NO↑+4H2O

2NO+O22NO2

③酸性條件下，NO-3、NO-2都具有強(qiáng)氧化性，能氧化Fe2+、I-等還原性離子，故設(shè)計(jì)檢驗(yàn)方案時(shí)不能用上述試劑。

例8CH3CH2OH、CH3COOH

方案：取少量試樣于試管中，依次加少量NaHCO3溶液（如果產(chǎn)生氣泡，則試樣含CH3COOH）、酸性K2Cr2O7溶液（如果溶液由橙色變綠色，則試樣含CH3CH2OH）。

提示：①加K2Cr2O7時(shí)的反應(yīng)為：2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO42K2SO4+3CH3COOH+4Cr2（SO4）3+11H2O 。

②K2Cr2O7可用KMnO4代替，現(xiàn)象為溶液紫色褪去。

例9Na2O、Na2O2

方案準(zhǔn)確稱取a g試樣，加足量水溶解后加入酚酞作指示劑，用b mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至終點(diǎn)，消耗x mL鹽酸。如果x=1000a/31b，則試樣只含Na2O；如果x=1000a/39b，則試樣只含Na2O2；如果x 介于兩者之間，則試樣含Na2O、Na2O2。

例10Na2CO3、NaHCO3

方案：準(zhǔn)確稱取a g試樣，加熱至固體質(zhì)量不再改變，稱量剩余固體，質(zhì)量為b g。如果a=b，則試樣只含Na2CO3；如果b=53a/84a，則試樣只含NaHCO3；如果b介于兩者之間，則試樣含Na2CO3、NaHCO3。

例11Ca、CaH2 ＼[已知：CaH2+2H2OCa（OH）2+2H2↑＼]

方案準(zhǔn)確稱取a g試樣，加足量水，收集并測(cè)量生成的氣體體積，為b L（換算到標(biāo)準(zhǔn)狀況）。如果b=0.56a，則試樣只含Ca；如果b=1.6a/3，則試樣只含CaH2； 如果b介于兩者之間，則試樣含Ca、CaH2。

例9Fe、Fe3O4

方案1：取少量試樣，加過量CuSO4溶液（如果生成紫紅色固體，則試樣含F(xiàn)e），過濾后加過量鹽酸（如果溶液，固體溶解后溶液呈藍(lán)色，則試樣含F(xiàn)e3O4）。

方案2：取少量試樣，先逐滴加入FeCl3、KSCN混合溶液至過量（如果開始紅色褪去，則試樣含F(xiàn)e），過濾后加過量稀鹽酸（如果固體溶解，則試樣含F(xiàn)e3O4）。

方案3：稱取a g試樣，加過量鹽酸，再加過量NaOH溶液，充分?jǐn)嚢韬筮^濾、洗滌、灼燒，得到b g固體。如果b=10a/7，則試樣只含F(xiàn)e；如果b=30a/29，則試樣只含F(xiàn)e3O4；如果b介于兩者之間，則試樣含F(xiàn)e、Fe3O4。

提示：①方案1中，加鹽酸時(shí)的反應(yīng)有：

Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O

Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2

②方案2中，加HCl時(shí)的反應(yīng)有：

Fe+2HClFeCl2+H2↑

Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O

加NaOH時(shí)的反應(yīng)有：

FeCl2+2NaOHFe（OH）2↓+2NaCl

4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3

FeCl3+3NaOHFe（OH）3↓+3NaCl

灼燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：

2Fe（OH）3△Fe2O3+3H2O

通過上述例子，可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)物質(zhì)檢驗(yàn)（鑒別）實(shí)驗(yàn)方案，除了用定性方法外（如例1-例8），還可借助定量方法（例9的方案3）。

（收稿日期：2016-08-12）