“物质的检验与鉴别”高考试题分类突破探析

洪云龙

“物质的检验与鉴别”是高考化学实验题中的高频考点，几乎年年必考.为了让高三学生对此知识内容在高考中的考查特点有个完整、系统的认识，笔者在充分研究的基础上，将近几年全国各地高考化学试题进行加工整理、分类突破，希望能对高考复习备战起一些参考与帮助作用.

1.常见离子的检验

例1 （2011年天津卷）向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是（ ）.

解析 原溶液滴入BaCl2有白色沉淀，此溶液可能含有SO2-4、CO2-3、SO2-3、Ag+等（相应生成物均是白色沉淀），故A项错误；振荡、静置，CCl4萃取了I2（氯水氧化I-生成I2）分成两层， CCl4在下层且因溶解I2而呈紫色，故B项正确；蘸取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，原溶液一定有Na+，但K+可能有也可能无，故C项错误；滴加稀NaOH溶液后还须加热，若不加热即使原溶液含有NH+4也可能没有NH3生成，不会使试纸变蓝，故D项错误.答案：B

点评 中学阶段常见阳离子的检验有：H+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH+4、Cu2+、Na+、Mg2+、K+、Ag+等，常见阴离子的检验有：OH-、Cl-、Br-、I-、SO2-4、SO2-3、NO-3、CO2-3、HCO-3、AlO-2等，复习时要掌握离子检验的原理、操作、试剂、现象等，还要了解可能有哪些离子对离子检验造成干扰.

2.常见气体的检验和鉴别

例2 （2014年重庆卷）下列实验可实现鉴别目的的是 （ ）.

A.用KOH溶液鉴别SO3（g）和SO2

B.用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别Br2（g）和NO2

C.用CO2鉴别NaAlO2溶液和CH3COONa溶液

D.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液

解析 SO2、SO3均能与KOH反应，都没有明显现象，A项错误；Br2（g）、NO2都是红棕色气体且有强氧化性，都能氧化KI而生成I2，使淀粉显蓝色，B项错误；偏铝酸的酸性弱于碳酸，CO2通入偏铝酸钠溶液中生成氢氧化铝沉淀，醋酸酸性强于碳酸，CO2通入醋酸钠溶液无现象，C项正确；氯化钡和硝酸银反应生成氯化银沉淀，与硫酸钾反应生成硫酸钡沉淀，现象相同不能鉴别，D项错误.答案：C

点评 中学阶段必须掌握如下气体的检验：可燃气体（如H2、CO、CH4、CH2=CH2、 等）、酸性气体（如CO2、SO2、H2S、HCl等）、碱性气体（如NH3）、强氧化性气体（如O2、Cl2、NO2等）、其他气体（如NO等）.

3.有机物的检验和鉴别

例3 （高考组合题）下列检验和鉴别方法正确的是（ ）.

A.（2010年天津卷）用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CH=CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO

B.（2009年四川卷）将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中，水浴加热后有银镜生成，该物质一定属于醛类

C.（2013年江苏卷）将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯

D.（2013年海南卷）用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳

解析 碳碳双键、醛基都能被酸性KMnO4氧化，KMnO4溶液都褪色，故A项错误；能发生银镜反应的官能团为醛基，但醛基还可存在于甲酸、甲酸某酯或甲酸盐中，B项错误；能使溴水褪色的气体除了乙烯还有SO2等，C项错误；乙醇燃烧火焰为蓝色，苯燃烧伴有浓烟，四氯化碳不能燃烧，D项正确.答案：D

点评 有机物的检验和鉴别大多数是考查官能团的检验和鉴别，所以复习时要注意总结以下常见官能团的特征反应、所需试剂、条件要求、实验现象：饱和烃、碳碳双键、碳碳叁键、卤原子、醇羟基、酚羟基、醛基、羧基、酯基等.

4.物理方法鉴别物质

例4 （高考组合题）下列实验不能达到目的的是（ ）.

A.（2014年海南卷）CCl4可用于鉴别溴水和碘水

B. （2013年江苏卷）用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液

C. （2010年天津卷）用核磁共振氢谱鉴别1-溴丙烷和2-溴丙烷

D.（2014年福建卷）用可见光束照射以区别溶液和胶体

解析 CCl4萃取溴水和碘水中的Br2和I2，分成两层，下层颜色各不同（橙红色、紫红色），故A项正确；焰色反应呈黄色的溶液只说明其中含有钠元素，不能说明是钠盐溶液，如NaOH溶液也行，B项错误；1-溴丙烷有3种等效氢原子，其核磁共振氢谱有3个峰，而2-溴丙烷有2种等效氢原子，其核磁共振氢谱有2个峰，故C项正确；用可见光束照射，胶体有丁达尔现象而溶液没有，D项正确.

答案：B

点评 物理方法鉴别物质，常有：（1）观察法，观察鉴别物质的状态、颜色等；（2）嗅试法，判断气体或有挥发性物质的不同气味；（3）焰色法，常用于金属或金属离子的检验；（4）水溶法，观察被鉴别物质在水中的溶解情况、密度及溶液颜色变化等；（5）其他方法，如丁达尔效应、核磁共振氢谱法等.

5.选择试剂鉴别物质

（1）仅用一种试剂鉴别多种物质

例5 （2009年重庆卷）下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是（ ）.

A.Ba（OH）2 KSCN NaCl Mg（NO3）2 （FeCl3溶液）

B.NaNO3 NaHCO3 （NH4）2SO3 Na2SiO3 （H2SO4溶液）

C.NH4Br K2CO3 NaI CaCl2 （AgNO3溶液）

D.（NH4）3PO4 NaBr CuSO4 AlCl3 （KOH溶液）

解析 A项分别滴入FeCl3，有红褐色沉淀的是Ba（OH）2，呈血红色的是KSCN，将Ba（OH）2滴入另2种溶液，有白色沉淀的是Mg（NO3）2，无现象的是NaCl；B项分别滴入H2SO4，有气泡但无气味的是NaHCO3，有刺激性气味的是（NH4）2SO3，有白色沉淀的是Na2SiO3，无现象的是NaNO3；C项分别滴入AgNO3，K2CO3和CaCl2均有白色沉淀，故无法鉴别；D项分别滴入KOH并加热，产生现象分别是：刺激性气味、无现象、蓝色沉淀、白色沉淀，故可鉴别.答案：C

点评 仅用一种试剂鉴别时要考虑：（1）被鉴别物质的水溶性、密度、颜色等；（2）被鉴别物质的特性、阴阳离子的性质特点等；（3）已检出的物质或产物可用作后续鉴定试剂.

（2）不用任何试剂鉴别多种物质

例6 （2009年北京卷）下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是（ ）.

①KOH Na2SO4 AlCl3

②NaHCO3 Ba（OH）2 H2SO4

③HCl NaAlO2 NaHSO4

④Ca（OH）2 Na2CO3 BaCl2

A.①② B. ②③ C. ①③④ D. ①②④

解析 ①中Na2SO4与另两种溶液相互滴加无明显现象，KOH和AlCl3相互滴加现象不同：KOH逐滴加入AlCl3中立刻产生沉淀，而AlCl3滴入KOH中一段时间后才出现大量沉淀，可以鉴别；②相互滴加能产生两种白色沉淀的是Ba（OH）2，向产生的两种沉淀中分别滴加NaHCO3或H2SO4，能将一种沉淀溶解的是H2SO4，可以鉴别；③和④相互滴加时无法鉴别.答案：A

点评 不用试剂鉴别时可考虑如下6法：（1）特征连锁法，先鉴别出某一特征的物质（根据色、味、态、硬度、挥发性、水溶性等），再用这种物质去鉴别其他物质，进行连锁式鉴别；（2）加热法，若待检物均无明显外观特征，可考虑用加热出现不同现象加以鉴别；（3）焰色反应法，利用焰色反应将待检物质的不同阳离子鉴别开来；（4）互滴法，利用两溶液互滴现象不同加以鉴别；（5）逐一检出法，首先利用两种物质（或溶液）之间的特征反应鉴别出两种物质（或溶液），再利用此两种物质逐一鉴别出其他物质；（6）简明列表法，即两两混合，列出表格，记录反应现象，比较、分析表格的不同混合现象确定出每一种物质.

（3）限选或任选试剂鉴别多种物质

例7 （2011年重庆卷）不能鉴别AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg（NO3）2四种溶液（不考虑它们间的相互反应）的试剂组是（ ）.

A.盐酸、硫酸 B.盐酸、氢氧化钠溶液

C.氨水、硫酸 D.氨水、氢氧化钠溶液

解析 此题实际是限选2种试剂来鉴别4种物质.滴加盐酸可鉴别出AgNO3溶液和K2SO3溶液，另两种溶液可用硫酸鉴别出BaCl2，或可用NaOH鉴别出Mg（NO3）2溶液，故A、B项可鉴别；C项滴加氨水可鉴别出AgNO3溶液（先出现白色沉淀，后又溶解）和Mg（NO3）2溶液（白色沉淀），另两种溶液再用硫酸能够鉴别，C项可以；D项两种试剂均不能鉴别出BaCl2和K2SO3溶液.答案：D

点评 若以主观题（简答题等）的形式进行考查，要求我们限选或任选试剂来鉴别多种物质，那么在选择试剂时应遵循如下原则：操作步骤简单，试剂使用最少，现象最明显.

6.检验与推断物质的成分

高考试题往往就某一物质（样品、混合溶液等，可以是纯净物或混合物）的成分进行检验、分析、推断，其中尤以检验与推断混合溶液的离子成分最为常见.

（1） 定性检验与推断物质的成分

例8 （2013年浙江卷） 现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐（钠、镁、钙、铁）的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验： 已知：控制溶液pH=4时，Fe（OH）3沉淀完全，Ca2+、Mg2+不沉淀.

该同学得出的结论正确的是（ ）.

A.根据现象1可推出该试液中含有Na+

B.根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根

C.根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+，但没有Mg2+

D.根据现象5可推出该试液中一定含有Fe3+

解析 加入NaOH（aq）和Na2CO3（aq）后，在滤液中引入了Na+，故焰色反应的黄色火焰不能判断试液是否含Na+，A项错误；葡萄糖能发生银镜反应而葡萄糖酸根不能，故现象2与试液是否含葡萄糖酸根毫无关系，B项错误；调节pH=4，只能沉淀出Fe（OH）3，在过滤后的滤液中分别加入NH3·H2O（aq）和Na2CO3（aq），加入NH3·H2O（aq）不产生沉淀，说明滤液中不含Mg2+，加入Na2CO3（aq）产生白色沉淀，说明滤液中含Ca2+，C项正确；出现现象5，可能是因为原溶液中含Fe3+，也可能是H2O2把Fe2+氧化成了Fe3+，故不能推出试液中一定含Fe3+，D项错误.答案：C

（2）定性和定量相结合检验与推断物质的成分

例9 （2013年上海卷）某溶液可能含有Cl-、SO2-4、CO2-3、NH+4、Fe3+、Al3+、和K+.取该溶液100 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀.由此可知原溶液中 （ ）.

A. 至少存在5种离子

B. Cl-一定存在，且c（Cl-）≥0.4 mol/L

C. SO2-4、NH+4一定存在，Cl-可能不存在

D. CO2-3、Al3+一定不存在，K+可能存在

解析 根据加入过量NaOH溶液并加热，得到0.02 mol气体，说明有NH+4，而且为0.02 mol，同时产生红褐色沉淀，说明有Fe3+，而且为0.02 mol，根据互斥性原则可知没有CO2-3，根据不溶于盐酸的4.66 g沉淀，说明有SO2-4，且为0.02 mol，则根据电中性原则可知一定有Cl-，至少有0.04 mol，B项正确.答案：B

点评 检验与推断混合溶液的离子成分要遵循“四项基本原则”：（1）肯定性原则，根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子；（2）互斥性原则，在肯定某离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在：（3）电中性原则，溶液呈电中性，一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中正、负电荷总数相等（利用这一原则可确定一些隐含的离子）；（4）进出性原则，在实验过程中加入试剂，会引入、生成新的离子或会使原离子发生变化而消失，故要考虑其对离子的检验、判断造成的干扰.

7 设计物质检验方案

例10 （2014年福建卷实验题节选）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一，易被空气氧化.检测Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是：

解析 Na2S2O5中S元素的化合价为+4，若被氧气氧化则生成SO2-4，检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的方案相当于检验SO2-4.

答案：取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则证明Na2S2O5晶体已被氧化.

点评 分析近年高考试题，设计物质检验方案往往是融合在综合实验题中进行考查，一般以填空题或简答题的形式出现.在叙述检验方案时要注意语言的规范性，答题模板一般为：取少许某样品（固体或溶液）于某仪器（多为试管）中→溶解（限固体）→加入某试剂（气体要用“通入”）→操作→描述现象→得出结论.

8.物质检验综合实验

例11 （2013年四川卷）为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验.

Ⅰ.AgNO3的氧化性

将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出.为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag+除尽后，进行了如下实验.可选用的试剂：KSCN溶液、K3[Fe（CN）6]溶液、氯水.

（1）请完成下表：

【实验结论】 Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+.

Ⅱ.AgNO3的热稳定性

用如图1所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体.当反应结束后，试管中残留固体为黑色.

图1

（2）装置B的作用是

.

（3）经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是

.

（4）【查阅资料】 Ag2O和粉末状的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水.

【提出设想】 试管中残留的黑色固体可能是：

ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag和Ag2O.

【实验验证】 该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实验. 【实验评价】 根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是

（填实验编号）.

【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出AgNO3固体热分解的产物有

.

解析 （1）检验Fe3+用KSCN溶液，反应后溶液变成红色；在Fe3+和Fe2+混合溶液中检验Fe2+可用K3[Fe（CN）6]溶液，加入K3[Fe（CN）6]溶液后，有蓝色沉淀生成；（2）固体加热产生气体通入溶液或水槽的实验装置需防止倒吸；（3）O2用带火星的木条检验，木条复燃证明是O2；（4）已知Ag2O可溶于氨水，单质Ag不溶于氨水，Ag和Ag2O都溶于稀硝酸，且Ag与稀硝酸反应生成NO气体.实验a可确定固体中含有Ag但不含Ag2O，故此实验可证明是设想ⅰ；实验b虽确定含有Ag但不能确定是否含有Ag2O，故此实验只能排除设想ⅱ，但不能证明究竟是设想ⅰ还是设想ⅲ.根据上述分析可知只能采用实验a的结论，故AgNO3固体分解的产物为Ag、NO2、O2.

答案：（1）溶液呈红色 K3[Fe（CN）6]溶液 产生蓝色沉淀 （2）防倒吸 （3）用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为O2 （4） b Ag、NO2、O2

点评 这是一道物质检验型的综合探究实验题，考查了常见离子、气体、物质组成成分的检验知识.从中可看出，高考综合实验题的命制不管如何创新变化，构思复杂，但实际考查的知识落点都不很高，大多是我们已学过的知识技能，所以只要我们在平时复习时注意夯实双基，强化训练，总结提高，就能以不变应万变，从容自如地应对高考.总之，化学实验的复习只有注重研究近几年高考化学试题的考查特点，领会试题的考查意图和高考命题方向，才能在复习中有的放矢，提高效率.

（收稿日期：2015-01-13）