定性分析是SPM化学里最慷慨的题型之一。几乎没有计算,反应固定又可预测,分数就归给那些把检验背熟、又把答案写得干净利落的人。
在这里丢分的学生,很少是因为化学太难而丢分,他们丢分,是因为把两种相似的沉淀搞混、忘了在某个检验前先酸化,或者把「看到什么」和「这代表什么」这两条线搅在一起。把这些习惯改掉,这就变成可以稳稳收进口袋的分数。
下面就是方法。
把观察和推断分开
每一个定性分析的答案都有两半,而阅卷员是分开给分的。观察是你真正看到、闻到或听到的:「形成白色沉淀」、「释放棕色气体」、「溶液变蓝」。
推断则是你得出的结论:「阳离子是Fe3+」、「该气体是二氧化氮」。两半都要写,而且按这个顺序,别让其中一半去顶替另一半。
常见的漏分是只写「有Fe3+」却没有观察,或者描述了颜色变化却没有结论。训练自己按照观察 → 因此 → 推断的模式作答。
掌握用氢氧化钠做的阳离子检验
一滴一滴地加入氢氧化钠溶液NaOH(aq),然后加至过量,是最主力的阳离子检验。要背熟沉淀的颜色,而且关键是要记住过量时会怎样:
- Cu2+,蓝色沉淀,过量时不溶解。
- Fe2+,绿色沉淀,过量时不溶解。
- Fe3+,棕色沉淀,过量时不溶解。
- Al3+、Pb2+、Zn2+,白色沉淀,过量时溶解(无色溶液)。
- Ca2+、Mg2+,白色沉淀,过量时不溶解。
- NH4+,没有沉淀;加热时释放一种刺鼻气体(氨气),能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
那些有颜色的沉淀,背后的离子反应不过是金属离子遇上氢氧根,例如Cu2+(aq) + 2OH−(aq) → Cu(OH)2(s)。注意状态符号,沉淀是(s)。
用氨水来打破僵局
有三个阳离子,Al3+、Pb2+和Zn2+,都会生成过量氢氧化钠中会溶解的白色沉淀,所以单靠NaOH分辨不出它们。这时氨水NH3(aq)就派上用场了。
把氨水加到过量时,只有Zn2+会重新溶解(无色溶液);Al3+和Pb2+仍旧是白色沉淀。要收尾并把Pb2+和Al3+分开,就加碘化钾:Pb2+会生成黄色沉淀碘化铅,Pb2+(aq) + 2I−(aq) → PbI2(s),而Al3+则毫无反应。
像这样干净的两步推理,正是拿满分的关键。
把阴离子检验做得分毫不差
阴离子检验是粗心的操作最容易丢分的地方。最常见的失误,就是忘了先酸化。
- 碳酸根 CO32−,加稀酸;冒出使石灰水变浑浊的无色气泡,确认是二氧化碳。
- 氯离子 Cl−,用稀硝酸酸化,再加硝酸银溶液;出现白色沉淀(氯化银)确认是氯离子。
- 硫酸根 SO42−,用稀盐酸酸化,再加氯化钡溶液;出现白色沉淀(硫酸钡)确认是硫酸根。
- 硝酸根 NO3−,棕色环检验:加硫酸铁(II)溶液,再沿着试管壁小心倒入浓硫酸;交界处出现棕色环确认是硝酸根。
为什么要酸化?先加稀酸能除去碳酸根离子,否则碳酸根同样会和银或钡生成白色沉淀,把你误导到错误的推断上。
跳过这一步,是一个经典的陷阱。
把气体检验记得滚瓜烂熟
气体检验纯粹靠记忆,几乎每一道实验型题目都会出现:
- 氢气,点燃的木条会发出「啵」的一声。
- 氧气,带火星的木条会重新燃起。
- 二氧化碳,使石灰水变浑浊。
- 氨气,刺鼻气味;使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
- 氯气,黄绿色;使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,再漂白成白色。
- 二氧化硫,使酸化的重铬酸钾(VI)由橙色变绿色。
要把检验方法和阳性结果都写出来,「插入带火星的木条;它重新燃起,说明是氧气」,而不是只写气体的名字。
保护分数的作答习惯
在试卷三和试卷二的结构题里,内容只是战斗的一半。颜色要描述得精确(「浅绿色」而不是只写「绿色」),离子方程式里永远带上状态符号,并把「先阳离子后阴离子」的推理按清楚的次序排列,好让阅卷员能一路跟着你的逻辑走到最后确认的那种盐。
遇到拿不准的术语时,去查我们的化学术语表,而不要自己编一个描述。
该在哪里练
定性分析属于酸、碱与盐这个主题,而把它锁进记忆最可靠的办法,就是拿没有标签的样品来考自己,直到那套逻辑变成自动反应。如果你一直被相似的结果搞混,尤其是那三种白色沉淀,那么和一位能看着你怎么推理、并当场纠正你的老师上一节专注的课,会带来实实在在的差别。
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