2020年高中化学 专题3课题一 牙膏和火柴头中某些成分的检验教学案 苏教版选修6 10页

课题一　牙膏和火柴头中某些成分的检验 ‎　【学考报告】‎ 知识条目 加试要求 ‎①牙膏的主要成分及其功能 ‎②检验牙膏中含有的碳酸钙、甘油的化学原理和操作方法 ‎③火柴起火的原理 ‎④火柴头中硫元素、氯元素的检验原理和操作方法 ‎⑤物质检验的方案设计 a b a b c 一、牙膏中某些成分的检验 ‎1．牙膏的主要成分及其功能 ‎2．牙膏中某些成分的检验 ‎(1)牙膏中CaCO3、甘油的检验 - 10 -‎ 化学原理与现象：‎ CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，产生的气体使澄清石灰水变浑浊。‎ ‎＋2H2O ‎(2)F－、Ca2＋的检验：‎ ‎①‎ ‎②Ca2＋的检验：‎ CaCl2溶液中滴加(NH4)‎2C2O4溶液会产生白色沉淀Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓。‎ 思考：检验牙膏中的CaCO3时，能否用稀硫酸代替稀盐酸？‎ 提示　不能。因为稀硫酸与CaCO3反应，生成微溶物质CaSO4，覆盖在CaCO3表面，阻止反应的继续进行。‎ 二、火柴头成分的检验 ‎1．火柴头所含成分 ‎2．火柴头中硫元素及氯元素的检验 - 10 -‎ 点拨一、牙膏和火柴头中某些成分的检验注意事项 ‎1．牙膏中某些成分的检验 ‎(1)甘油的检验：‎ ‎①检验甘油所用的Cu(OH)2必须新制。配制方法：向1 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液中加入几滴1 mol·L－1 NaOH溶液，即可生成Cu(OH)2。‎ ‎②在检验醛基时也要用新制Cu(OH)2，但必须保证NaOH过量，否则实验失败。‎ ‎③牙膏中甘油的含量较低，所以新制Cu(OH)2不宜加得太多，否则加热后会生成黑色沉淀。‎ ‎(2)CaCO3的检验：‎ 既要检验出阴离子为CO，还要检验阳离子为Ca2＋。‎ ‎2．火柴头中某些成分的检验 ‎(1)检验火柴头燃烧产物中有SO2：‎ ‎①实验所用的酸性KMnO4溶液浓度为0.000 5 mol·L－1，浓度小，增强实验效果。‎ ‎②在教材方案1中为增强实验效果，可将上面的烧杯改为小烧杯；在方案2中，点燃火柴头时要在开始的瞬间抽取气体，待火柴梗燃烧时，停止抽取气体。‎ ‎③除课本给出方案1、2外，用KMnO4检验SO2还可设计为：将一滴酸性KMnO4溶液滴在湿润的滤纸上，在滤纸下方用点燃的火柴头熏一下。‎ ‎(2)火柴头中氯元素的检验：‎ KClO3中无Cl－，可通过加热或加入还原剂将ClO转化为Cl－，再加入稀硝酸酸化的AgNO3来检验。‎ 点拨二、物质的检验 物质的组成和结构不同，物理性质、化学性质也就不同。因此，物质组成和结构的检测都是从物质的性质入手的。物质的检测就是利用物质的物理性质或化学性质测定其组成、含量和结构，根据不同的检测目的和任务，可分为定性检测、定量检测和结构的测定。‎ - 10 -‎ 物质的定性检测就是物质的检验。‎ 物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。物质的特征性质或反应是检验和鉴别的主要依据。‎ 三者的不同点见下表：‎ 检验类型 鉴别 利用不同物质的性质差异，通过实验将它们区别开来 鉴定 根据物质的特性，通过实验检验出该物质的成分，确定它是否是这种物质 推断 根据已知实验及现象，分析判断，确定被检的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么 ‎1.物质检验的基本步骤 ‎(1)观察试样 确定其状态、颜色、气味等。‎ ‎(2)准备试样 不论是固体试样还是液体试样，都只能取少量试样配成溶液，且观察试样是否溶解，溶解过程中有无气体产生等，以初步判断可能为哪种物质。‎ ‎(3)检验 在检验配好溶液中的离子时，每次均应移取少量溶液进行检验。‎ ‎2．物质检验的一般程序与思路 ‎(1)固体物质的检验 - 10 -‎ ‎(2)液体物质的检验 - 10 -‎ ‎[典例剖析]‎ 牙膏是生活必需品。下面是牙膏中某些主要成分的检验流程图：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)在①中加水、搅拌、静置后，接下来的实验操作名称是________，所需要的主要玻璃仪器有_______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)在②中用pH试纸测溶液的pH的操作方法是_______________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(3)写出④中发生反应的化学方程式：_________________________________‎ - 10 -‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)在⑥中检验Ca2＋的存在，除可用焰色反应外，还可利用Ca2＋和________溶液的反应来进行。 ‎ 解析　(1)牙膏加蒸馏水混合后可能形成胶状物，搅拌后，要等其分层后再倾析分离固体沉淀物和溶液，也可用过滤法，过滤时所用主要玻璃仪器为玻璃棒、烧杯、漏斗。‎ ‎(2)使用pH试纸测溶液pH的方法为用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点试纸中部，再与标准比色卡对比。‎ ‎(3)用新制Cu(OH)2检验甘油的原理为 ‎(4)检验Ca2＋，通常用(NH4)‎2C2O4，发生离子反应为Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓。‎ 答案　(1)过滤 玻璃棒、烧杯、漏斗 ‎(2)用玻璃棒蘸取少量待测液将其点在洁净干燥表面皿中的pH试纸上，再与标准比色卡进行对比 ‎(3) ‎ ‎(4)草酸铵 借题发挥 离子的检验要依据离子的特征反应 如果待检测的是含有多种不同离子的混合物，在物质中各离子间的特征反应相互间不存在干扰的情况下，可以把待测溶液分成几份后，用与上例类似的方法逐一鉴定。如果各离子间的特征反应相互间存在干扰，则需要先设法使离子分离，例如利用沉淀反应，按性质相近与否将离子逐次分组分离，再分别逐一检测。‎ ‎[跟踪训练]‎ ‎1．检验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(　　)‎ - 10 -‎ A．取滤渣加入稀氨水中，不能溶解 B．取滤渣加入NaOH溶液中，能溶解 C．取滤渣加入稀盐酸中，能溶解 D．取滤渣平分成两等份，分别加入NaOH溶液和稀盐酸中，均能溶解 解析　物质的检验一般利用物质的特征反应。Al(OH)3是两性氢氧化物，既能溶于强酸又能溶于强碱。‎ 答案　D ‎2．火柴头上通常含有氯酸钾、二氧化锰、硫等物质。某研究性学习小组进行火柴头中有关物质的实验探究：‎ ‎(1)检验火柴头中含有硫：将两根火柴放在如图所示实验装置的漏斗下面，将火柴点燃，慢慢拉动注射器活塞进行抽气，让火柴燃烧后产生的气体通入稀品红溶液中，观察到品红溶液褪色。‎ ‎①燃烧产生的气体中一定含有___________________________________。‎ ‎②某同学提出用如下图所示方法进行实验更为简便。他的操作是：‎ a．当图中所示火柴头燃烧完时，立即移出火柴；‎ b．_________________________________________________________‎ ‎(2)测定火柴头中的KClO3的含量主要步骤如下：‎ A．刮取火柴头，小心研碎，称得质量为‎2.45 g；‎ B．用适量蒸馏水充分浸泡后过滤、洗涤残渣；‎ C．往装有滤液和洗涤液的烧杯中加入过量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，搅拌，充分反应后，过滤、洗涤沉淀；‎ D．干燥沉淀物，称得其质量为‎1.435 g。‎ ‎①实验中发生的反应是KClO3＋3NaNO2＋AgNO3===AgCl↓＋3NaNO3＋KNO3，反应中AgNO3、NaNO2均需要过量的原因是_______________________。‎ - 10 -‎ ‎②实验测得火柴头中KClO3的质量分数为________；‎ ‎③如果B步中未洗涤沉淀残渣，测得KClO3的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)，如果C步中未洗涤AgCl沉淀，测得KClO3的质量分数将________。‎ 解析　(1)①能使品红溶液褪色的是SO2。‎ ‎(2)①要使实验减小误差，保证氯元素完全转化为AgCl沉淀，必须加入过量的AgNO3和NaNO2；②依原子守恒易得n(KClO3)＝n(AgCl)＝‎1.435 g/‎143.5 g·mol－1＝0.01 mol，所以w(KClO3)＝(0.01 mol×‎122.5 g·mol－1/‎2.45 g)×100%＝50%；③B步不洗涤沉淀会造成KClO3损失，从而造成最终的AgCl沉淀量减少，故使结果偏小；C步不洗涤沉淀会造成AgCl沉淀量增加，故会使结果偏大。‎ 答案　(1)①SO2(或二氧化硫)　②迅速将甲烧杯扣在乙烧杯上，充分振荡乙烧杯 ‎(2)①确保KClO3中氯元素全部转化为AgCl沉淀 ‎②50%　③偏小　偏大 归纳总结　常见气体和离子的常用鉴别方法 类别 方法 现象 酸 ‎①滴加石蕊试液 ‎②加Zn、Fe等金属 ‎①试液变红 ‎②产生可燃性气体 碱 滴加酚酞试液 试液变红 含Cl－的物质 滴加AgNO3、HNO3‎ 白色沉淀 含SO的物质 滴加BaCl2、稀HCl 白色沉淀 含CO的物质 滴加盐酸产生气体，通入澄清石灰水 白色沉淀 H2‎ 点燃，火焰上方罩干燥小烧杯 有水珠出现 CO 点燃，产生的气体与澄清石灰水反应 白色沉淀 CO2‎ 澄清石灰水 变浑浊 O2‎ 带火星木条 复燃 SO2‎ ‎①通入紫色的酸性KMnO4溶液、红棕色的溴水等氧化剂中 ‎②通入到红色的品红溶液中 ‎①褪色 ‎②褪色，加热，红色又恢复 - 10 -‎ - 10 -‎