例析双组分混合体系检验方案设计

物质检验（鉴别）试题是

根据物质或组成物质的离子、基团的特性设计方案，通过分析实验现象，进行判断、推理和分析，并得出最终结果。

例1CO2、SO2

方案：将气体试样依次通过品红溶液（如果溶液红色褪去，则试样中含SO2）、KMnO4溶液（除去SO2）、品红溶液（溶液不褪色，则证明SO2已除尽）、澄清石灰水（如果溶液变浑浊，则证试样中含CO2）。

提示：①括号内的内容为现象和结论，下同。②KMnO4可以用FeCl3、碘水等试剂代替。

例2Fe3+、Fe2+

方案1：取两份试样于两支试管中，分别加KSCN溶液（如果溶液变红色，则试样含Fe3+）、酸性KMnO4溶液（如果紫色褪去，则试样含Fe2+）。

方案2：取两份试样于两支试管中，分别加KSCN溶液（如果溶液变红色，则试样含Fe3+）、铁氰化钾（K3＼[Fe（CN）6＼]）溶液（如果生成蓝色沉淀，则试样含Fe2+）。

提示：如果试样中含有Cl-，则方案1不可用，因为：10Cl- +2MnO-4+16H+ 2Mn2+ +5Cl2+8H2O。

例3Fe3+、Cu2+

方案：取少量试样于试管中，加过量氨水，如果溶液变成深蓝色，则试样含Cu2+；如果生成红棕色沉淀，则试样含Fe3+。

提示①检验Fe2+、Cu2+的双组份体系也可用这一方法。②加入过量氨水，发生的反应为：

Cu2+ + 4NH3・H2O

Cu（NH3）2+4+4H2O

Fe3+ + 3NH3・H2OFe（OH）3+ 3NH4+。

例4CO2-3、HCO-3

方案：取少量试样于试管中，加过量MgCl2溶液（如果生成白色沉淀，则试样含CO2-3），过滤后向滤液中加入盐酸（如果生成无色无味的气体，则试样含HCO3-）。

提示：加MgCl2溶液过量，是在检出CO2-3的同时除去CO2-3。

例5CO2-3、OH-

方案：取少量试样于试管中，加过量CaCl2溶液（如生成白色沉淀，则试样含CO2-3），过滤后向滤液中加入酚酞（如溶液变红色，则试样含OH-）。

提示：①加过量CaCl2溶液，是为了检出CO2-3的同时除去CO2-3。②CaCl2可用BaCl2代替。

例6SO2-4、SO2-3

方案1：取少量试样于试管中，依次加入过量盐酸（如生成无色有刺激性气味的气体，则试样含SO2-3）、BaCl2溶液（如生成白色沉淀，则试样含SO2-4）。

提示：加过量盐酸，是在检出SO2-3的同时将它除去。

方案2：取少量试样于试管中，依次加入BaCl2溶液、过量盐酸（如果沉淀部分溶解，且生成无色有刺激性气味的气体，则试样含SO2-4SO2-3）。

提示：两个方案中的盐酸，均不能用硫酸、硝酸代替。

例7NO-3、NO-2

方案：取少量试样于试管中，先加入过量稀硫酸并微热（如果生成红棕色气体，则试样含NO-2）、再加入铜片（溶液变蓝色且生成红棕色气体，则试样含NO-3）。

提示：①加入稀硫酸时，反应有：

NaNO2+H2SO4NaHSO4+HNO2

2HNO2NO+NO2+H2O

②加入Cu，反应有：

3Cu+8H++2NO-33Cu2++2NO+4H2O

2NO+O22NO2

③酸性条件下，NO-3、NO-2都具有强氧化性，能氧化Fe2+、I-等还原性离子，故设计检验方案时不能用上述试剂。

例8CH3CH2OH、CH3COOH

方案：取少量试样于试管中，依次加少量NaHCO3溶液（如果产生气泡，则试样含CH3COOH）、酸性K2Cr2O7溶液（如果溶液由橙色变绿色，则试样含CH3CH2OH）。

提示：①加K2Cr2O7时的反应为：2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO42K2SO4+3CH3COOH+4Cr2（SO4）3+11H2O 。

②K2Cr2O7可用KMnO4代替，现象为溶液紫色褪去。

例9Na2O、Na2O2

方案准确称取a g试样，加足量水溶解后加入酚酞作指示剂，用b mol・L-1的标准盐酸滴定至终点，消耗x mL盐酸。如果x=1000a/31b，则试样只含Na2O；如果x=1000a/39b，则试样只含Na2O2；如果x 介于两者之间，则试样含Na2O、Na2O2。

例10Na2CO3、NaHCO3

方案：准确称取a g试样，加热至固体质量不再改变，称量剩余固体，质量为b g。如果a=b，则试样只含Na2CO3；如果b=53a/84a，则试样只含NaHCO3；如果b介于两者之间，则试样含Na2CO3、NaHCO3。

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

方案准确称取a g试样，加足量水，收集并测量生成的气体体积，为b L（换算到标准状况）。如果b=0.56a，则试样只含Ca；如果b=1.6a/3，则试样只含CaH2； 如果b介于两者之间，则试样含Ca、CaH2。

例9Fe、Fe3O4

方案1：取少量试样，加过量CuSO4溶液（如果生成紫红色固体，则试样含Fe），过滤后加过量盐酸（如果溶液，固体溶解后溶液呈蓝色，则试样含Fe3O4）。

方案2：取少量试样，先逐滴加入FeCl3、KSCN混合溶液至过量（如果开始红色褪去，则试样含Fe），过滤后加过量稀盐酸（如果固体溶解，则试样含Fe3O4）。

方案3：称取a g试样，加过量盐酸，再加过量NaOH溶液，充分搅拌后过滤、洗涤、灼烧，得到b g固体。如果b=10a/7，则试样只含Fe；如果b=30a/29，则试样只含Fe3O4；如果b介于两者之间，则试样含Fe、Fe3O4。

提示：①方案1中，加盐酸时的反应有：

Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O

Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2

②方案2中，加HCl时的反应有：

Fe+2HClFeCl2+H2

Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O

加NaOH时的反应有：

FeCl2+2NaOHFe（OH）2+2NaCl

4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3

FeCl3+3NaOHFe（OH）3+3NaCl

灼烧时发生的反应为：

2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O

通过上述例子，可以发现，设计物质检验（鉴别）实验方案，除了用定性方法外（如例1-例8），还可借助定量方法（例9的方案3）。

（收稿日期：2016-08-12）