浅谈物质鉴别与提纯题的类型和解题策略

李建国

物质的鉴别和提纯（即除杂）题是历年来中考化学的常见题型，也是热点题型，具有内涵丰富、题型多样、思维容量大、综合性强的特点。重点考查学生的综合实验能力、分析能力、应变能力及创新能力。现就此类试题的常见类型及求解方法进行简略的阐述，以期对同学们在解决此类问题时有所启示。

【物质的鉴别】

物质的鉴别题是初中化学教学过程中提高学生分析问题、解决问题能力的一种题型，涉及的知识面广，对能力的要求较高。它既可以考查学生的元素化合物知识，也可以考查学生的综合实验知识。它在考查时主要以选择题、简答题的形式出现，在一些竞赛中有时也以实验题的形式呈现。

一、气体物质的鉴别

此类题通常考查气体的相关物理性质、化学性质，如密度、颜色、气味、可燃性、还原性等。常见的气体的鉴别方法有：能使带火星的木条复燃的气体是O2，能被引燃的气体是CO或H2，燃烧时产生淡蓝色火焰的气体是H2，能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2，具有刺激性气味的气体是SO2，呈棕红色的气体是NO2。

例1.（2013年北京市）下列方法能鉴别氧气和空气的是（）

A．闻气味

B．将集气瓶倒扣在水中

C．观察颜色

D．将带火星的木条伸入集气瓶中

解析：氧气和空气均是无色无味的气体，不溶于水，A、B、C都不能鉴别，故选D。

例2.（2013年揭阳市）有三瓶无色无味的气体，分别是氧气、空气、二氧化碳，区别它们最简单的方法是（）

A.分别测定气体的密度

B.分别伸入燃着的木条

C.分别滴入澄清石灰水，振荡

D.分别滴入紫色石蕊溶液，振荡

解析：此题中的氧气和空气无论是滴入澄清的石灰水，还是滴入紫色石蕊溶液，现象都不明显。比较A、B两个答案，A虽能区别，但在学生实验室中可行性不强，故选B。

二、固体物质的鉴别

固体物质的鉴别通常利用的是固体物质的颜色、溶解性、特征反应等相关的物理性质、化学性质。

1.观察物质的颜色，可以直观的进行鉴别。

2.用水鉴别。

如果待鉴别的物质有较明显的溶解性差异，或溶解时的热效应差异，或溶于水显示特殊的颜色，则可加水使其溶解来鉴别。

3.利用特征性质鉴别。

在待鉴别的物质中加入一种试剂能使它们分别产生沉淀、气体、特殊气味或无明显现象，如鉴别铵态氮肥和钾肥，则加入熟石灰研磨，铵态氮肥与熟石灰迅速反应，产生有刺激性气味的氨气，而钾肥与熟石灰混合无明显现象。

例3.(2013年十堰市)下列化肥中，从外观即可与其他化肥相区别的是（）

A．硫酸钾B．硝酸铵

C．磷矿粉D．氯化钾

解析：含氮、磷、钾的三种化肥中，氮肥、钾肥一般都是白色固体，较易溶于水，而磷肥是灰白色固体，一般不易溶于水。故根据颜色可鉴别出磷肥，当然也可以根据溶解性鉴别。本题选C。

例4.（2013年吉林省）下列各组物质不能用水鉴别的是（）

A．硫酸铜和氯化钠

B．烧碱和纯碱

C．碳酸钙和碳酸钡

D．熟石灰和生石灰

解析：一般AgCl、BaSO4、CaCO3、BaCO3等难溶于水的物质加水会出现浑浊，生石灰(CaO)、浓硫酸、固体氢氧化钠溶于水会放热，NH4NO3溶于水温度明显降低，而CuSO4、FeCl3、FeCl2等溶于水会显示蓝色、黄色、浅绿色等特殊颜色。故本题选C。

三、液体物质的鉴别

液体物质的鉴别涉及的知识点主要集中在酸、碱、盐部分，考查时主要以选择题、简答题的形式出现，综合性较强，难度较大，学生往往很怕做此类试题。

1.不加其他试剂鉴别。

一般可按照以下两种方法解答：方法一，根据被鉴别物质的物理性质，找出有特殊颜色或气味的一种物质，用这种物质作鉴别试剂与其他物质一一混合，若再有一组特殊现象则可鉴别出第二种物质，然后再以被鉴别出的第二种物质作试剂与剩余物质混合，这样依次类推，即可选出正确答案。方法二，被鉴别物质没有特殊的物理性质，则可将待鉴别物质的溶液两两混合，根据出现的不同现象从而将各种物质区别开来，如有沉淀生成、气泡冒出、颜色变化或无明显变化等，该方法的突破口往往是碳酸盐或酸。

2.只用一种试剂鉴别。

此类题目也有两种方法解答：方法一，用酸碱指示剂鉴别，当待鉴别的物质溶液之间有明显的酸碱性差异时，可选用适当的酸碱指示剂或pH试纸鉴别。方法二，利用特征性质鉴别，由于酸碱性相同而用指示剂不能鉴别时，则选择一种能使它们分别产生沉淀、气体、特殊颜色或无明显变化等现象的试剂。突破口一般是根据碳酸盐和酸混合时有气体产生，或碱与CuSO4溶液、FeCl3溶液混合时产生蓝色沉淀Cu(OH)2、红褐色沉淀Fe(OH)3等。

3.自选或任意选择试剂鉴别。

这类题目对学生的综合实验能力要求高，难度大，学生往往感觉无从下手，换一种角度思考，把物质的鉴别转化成特殊离子的鉴别，即可化难为易。

例5.（2013年镇江市）下列各组溶液，不用其他试剂不能鉴别出来的是（）

A．Na2CO3、稀H2SO4、稀HCl、KNO3

B．稀HCl、Na2CO3、BaCl2、Na2SO4

C．NaOH、Na2CO3、酚酞、CaCl2

D．CuSO4、NaOH、BaCl2、NaCl

解析：此题难度较大，观察题目中各项，不难发现A、B选项利用组内物质两两反应，根据产生的不同现象鉴别；而C、D选项除了两两反应外，还要借助于颜色的变化进行鉴别。A中物质两两混合反应，稀H2SO4溶液和稀HCl溶液与Na2CO3溶液反应，都有气泡产生，与KNO3溶液都不反应，因此有两次产生气泡的是Na2CO3溶液，都没有明显现象的是KNO3溶液，稀H2SO4和稀HCl溶液由于产生的现象一样则不能鉴别。B中物质两两混合反应，稀HCl溶液和Na2CO3溶液反应有气体CO2产生，Na2CO3溶液和BaCl2溶液反应及BaCl2溶液和Na2SO4溶液反应都有白色沉淀产生，因此反应过程中只有一次气泡产生的是稀HCl溶液，一次有沉淀、一次有气泡产生的是Na2CO3溶液，有两次产生白色沉淀现象的是BaCl2溶液，只有一次产生白色沉淀的是Na2SO4溶液。同理C组中两两混合后，变红两次的是酚酞溶液，只变红一次而没有其他现象的是NaOH溶液，变红一次且有白色沉淀产生的是Na2CO3溶液，只产生白色沉淀而不变红的是CaCl2溶液。D项中先鉴别出蓝色溶液CuSO4，然后把CuSO4溶液作为鉴别试剂加入其余溶液中，有蓝色沉淀产生的是NaOH溶液，有白色沉淀产生的是BaCl2溶液，没有明显现象的是NaCl溶液。不用其他试剂不能鉴别出来的是A项。

例6.（原创）某校化学实验室现有K2CO3、K2SO4、KCl、KNO3四种无色溶液，请你自选实验室里的常用试剂，自行设计合理方案鉴别出这四种溶液。

解析：鉴别K2CO3、K2SO4、KCl、KNO3四种物质的溶液，实际上就是鉴别CO2-3、SO2-4、Cl-、NO-3这四种离子。可以选择稀HNO3首先鉴别出CO2-3（若不重新取样，加稀HCl或稀H2SO4会对下一步SO2-4、Cl-的鉴别造成干扰），再用Ba(NO3)2溶液鉴别出SO2-4［若用BaCl2溶液可对Cl-的鉴别造成干扰，若先用AgNO3溶液鉴别Cl-后用Ba(NO3)2溶液鉴别SO2-4，产生的AgCl、Ag2SO4都不易溶于水，现象区别不明显］，最后用AgNO3溶液鉴别出Cl-，无明显现象的即是KNO3溶液。

【小结】物质的鉴别是化学知识在一个较高层次上的巩固和应用，是学科能力培养的一个重要平台，是化学学科重要且独特的考试形式，掌握这类题目的鉴别原则及一般思路方法，问题就可迎刃而解。（1）物质鉴别的原则：操作简便，现象明显，防止干扰。（2）物质鉴别的思路、方法：①气体鉴别：一看颜色，二闻气味，三用火点，四加试剂；②固体、液体鉴别：一观颜色，二看气体，三辨沉淀。

【物质的提纯】

将物质中混有的杂质除去而获得纯净的物质，称为提纯或除杂。它不同于混合物的分离，分离时要求把几种物质用一定的方法分开，并且原混合物中各成分都必须保留；除去杂质时只要求把杂质除掉，保留原物质即可。除杂题也是初中化学的常见试题，它灵活多变，可以综合考查学生的解题能力。现列举几种方法，希望能对学生有所帮助。

一、物理方法

常根据物质溶解性的不同或溶解度受温度影响大小的不同，采用过滤法或结晶法除去杂质，达到提纯的目的。有时也利用物质的特殊性质除去杂质，如铁与其他金属混合，欲除去铁或提纯铁时，可用磁铁吸引的方法；水的净化过程中常用吸附、蒸馏等方法，生活中水与油的混合物或水与酒精的混合物，可以用加热煮沸或蒸馏的方法。

1.过滤法。

此方法的原理是把不溶于液体的固体与液体通过过滤而分开。

2.结晶法。

几种可溶性固态物质的混合物，根据它们在同一溶剂中的溶解度随温度的变化趋势不同，可用结晶的方法分离。

例1.（原创）如何从硝酸钾和少量氯化钠的混合物中提取出纯净的硝酸钾？

解析：先在较高温度下制成硝酸钾的饱和溶液，然后逐步冷却，由于硝酸钾的溶解度随温度的升高而显著增大，温度降低时，大部分硝酸钾成为晶体析出，而氯化钠的溶解度随温度的升高而增大不明显，所以大部分氯化钠仍留在母液中，通过过滤把硝酸钾晶体和氯化钠溶液分开，再把硝酸钾晶体加热蒸发即可得到硝酸钾固体。为得到更纯净的硝酸钾，可再重复操作一次，即重结晶。

二、化学方法

加入合适的试剂发生化学反应，把杂质反应掉或把杂质转化成沉淀或气体而除去，从而达到提纯的目的。

1.把杂质转化成沉淀或气体。

2.溶解法。

加入一种试剂与杂质发生化学反应，生成所要提纯的物质，达到提纯的目的。

3.吸收法。

常用于气体的提纯，使混合气体通过一种液体试剂，杂质被吸收掉或反应掉，得到纯净的气体。

4.其他方法。

将混合物中的杂质用化学方法转化成要提纯的物质，达到除去杂质的目的。

例2.（2013年营口市）要除去以下四种物质中的少量杂质，所选用的除杂试剂不正确的是（）

选项待提纯的物质（括号内为杂质）除杂试剂ANaOH（Na2SO4）Ba(OH)2溶液BKCl（CuCl2）KOH溶液CCO2（HCl）NaOH溶液DNaCl（Na2CO3）稀盐酸解析：A项中除杂试剂Ba(OH)2溶液与杂质Na2SO4反应，生成BaSO4沉淀和NaOH，过滤即可；B项中除杂试剂KOH溶液与杂质CuCl2反应，生成Cu(OH)2沉淀和KCl，两项都属于将杂质转化成沉淀除去。D项中除杂试剂稀盐酸与杂质Na2CO3反应，生成CO2气体逸出，同时生成NaCl溶液，属于将杂质转化成气体除去。C项中除杂试剂NaOH溶液与杂质、原物质均发生反应，故不正确。本题选C。

例3.（改编）下列除杂质的方法中，所选试剂及操作不正确的是（）

序号物质杂质试剂操作AFeCl2溶液CuCl2过量铁粉过滤BCaCl2溶液稀HCl过量的碳酸钙过滤CFeSO4溶液稀H2SO4过量氧化铁过滤D铜粉铁粉过量盐酸过滤解析：A项中加入的过量铁粉与杂质CuCl2反应，置换出铜，过滤可得到FeCl2溶液。B项中加入的过量的碳酸钙与稀HCl反应，生成CaCl2、H2O，逸出CO2气体，过滤出剩余的碳酸钙可得CaCl2溶液。D项中加入的过量盐酸与铜粉不反应，与铁粉发生置换反应生成FeSO4溶液，放出H2，过滤出FeSO4溶液，可得到铜粉。C项中加入的氧化铁（Fe2O3）与稀H2SO4反应，生成的是Fe2(SO4)3溶液，不是FeSO4溶液，即混入了新的杂质Fe2(SO4)3，不能达到目的。本题选C。

例4.(改编)除去下表物质中含有的杂质，所选试剂错误的是（）

选项物质杂质除去杂质所选试剂A铜粉铁粉硫酸铜溶液BCuCuO通入氢气、加热CCaO固体CaCO3固体高温煅烧DCO2CO通入氧气、点燃解析：A项中的除杂试剂硫酸铜溶液与铁粉发生置换反应，能把铁粉转化成铜而除去铁粉。B项中通入氢气、加热，能把CuO还原成Cu，达到除去CuO的目的。C项中CaCO3固体在高温煅烧时发生分解反应，生成CaO，逸出CO2气体，除去了CaCO3固体。D项中CO混在大量的CO2气体中，通入氧气后点燃，不能燃烧且混入了新的杂质氧气，不能达到目的（可使混合气体通过灼热的氧化铜，把CO转化成CO2除去）。本题选D。

【小结】解答物质的提纯类题目时要审清题目要求，分析并理顺思路，才能准确解题。同时要注意几个原则：①“不增”、“不减”，即不引入新的杂质，不减少被提纯的物质。②不能“玉石俱焚”，即加入的试剂一般只与杂质反应，不与要提纯的物质反应。但是特殊情况下，所加试剂需要和要提纯的物质反应，但最终还要再转化成需要提纯的物质。如从苦卤（海水晒盐后的母液，主要含有MgCl2和NaCl）中提纯MgCl2固体，可加入过量的NaOH溶液→过滤→洗涤沉淀→加适量稀盐酸溶解沉淀→加热蒸发。③操作方法简便易行，杂质便于分离。④尽量“沾亲带故”，即所选择的除杂试剂中的阳离子或阴离子尽量和被提纯的物质中的阳离子或阴离子有一部分相同。如除去NaCl溶液中的Na2CO3，可加入适量和NaCl具有相同阴离子的稀盐酸或CaCl2溶液。⑤健康环保，即所选用的提纯方法，不产生有毒有害的物质，不污染环境，不损害人的健康。当一个题目有多种方法提纯时，要选择那些简便易行，除杂质最彻底的方法，能用物理方法去除杂质的，先用物理方法，后用化学方法。为了得到较为纯净的物质，有时往往把几种方法综合起来运用。