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评估单一阳性测试的局限

一项测试给出了明确的结果,而题目现在问这个结果够不够。

本页内容
  1. 为什么一项测试可能不够?
  2. 怎样一步一步评价测试?
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

一项阳性测试表明某一种性质存在。

除非题目中没有其他物质具有这种性质,否则它并不能证明身份。评价一项测试时,要问:还有什么会产生这个结果?哪一项第二测试能把它们区分开?

这一课综合了缩小未知物范围和区分观察与推论中的推理。它是分离与化学分析的最后一课。

为什么一项测试可能不够?

测试是围绕某一种性质设计的。有几种物质可能共有这种性质,于是结果与不止一个候选物相符。测试只对它设计来回答的那个问题可靠。

题目里有两种模式。一种是某个离子与其他离子结果相同,例如氢氧化钠产生白色沉淀。另一种是样品中有第二种物质产生干扰,例如卤化物测试中的碳酸根。

怎样一步一步评价测试?

  1. 用一句话说明结果显示了什么。
  2. 列出其他候选物,它们会产生相同的结果。
  3. 选一项第二测试,使这些候选物的结果不同。
  4. 预测每个候选物的结果。
  5. 写出结论,其强度要与证据相称。

例题

**虚构情境。**一份无色溶液与氢氧化钠水溶液产生白色沉淀。候选离子是铝、钙和锌。这个结果够吗?

第 1 步,它显示了什么:三种离子都产生白色沉淀,所以这个结果与其中任何一种相符。它不够。

**第 2 步,第二项测试:**加过量氢氧化钠。沉淀对铝和锌会溶解,对钙则保持不变。所以沉淀溶解就排除了钙。

**第 3 步,第三项测试:**对新样品使用氨水,并加至过量。氢氧化锌的白色沉淀会溶解,氢氧化铝则不会。

第 4 步,结论:如果沉淀溶于过量氢氧化钠但不溶于过量氨水,这个离子是铝。如果两者中都溶解,则是锌。如果在过量氢氧化钠中保持不变,则是钙。

最初的测试打开了问题,另外两项测试把它解决了。

要留意的错误

常见的失误是接受阳性结果,却不问有什么可能造成干扰。

错误答案:“往灰色固体加稀酸产生气泡,所以它是碳酸盐。”

学生以为一个结果只指向一种物质。

纠正方法是:活泼金属遇酸也会产生气泡,但那种气体是氢气,不是二氧化碳。检验气体就能区分:氢气点燃时发出”噗”的爆鸣声,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。

自我检测

先自己试试,再打开每个答案。

1. 一份溶液与硝酸银产生白色沉淀。为什么先加稀硝酸能改进这项测试?

显示答案

碳酸根离子与硝酸银也会产生白色沉淀。先加酸会把碳酸根以二氧化碳的形式除去,所以留下的沉淀更可能可靠地是卤化物。

2. 与氢氧化钠产生的白色沉淀在过量时不溶解。铝、钙、锌离子中哪个还在?

显示答案

氢氧化铝和氢氧化锌在过量时会溶解,所以被排除。钙离子仍然在,与结果相符。

3. 根据硝酸银测试,一份溶液含有氯离子。一位学生说固体是氯化钠。漏掉了什么?

显示答案

这项测试只确定了阴离子。在给化合物命名之前,还需要对阳离子做测试。

接下来学什么

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常见问题

阳性测试能证明存在哪种物质吗?

不一定。阳性测试只表明某种性质存在,而不止一种物质可能具有这种性质。严谨的答案会说明结果与什么相符,指出其他可能性,并建议能把它们区分开的第二项测试。

为什么有些测试要先加酸?

碳酸根离子与硝酸银和氯化钡都会产生白色沉淀,可能被误认为是卤化物或硫酸盐。先加稀酸会把碳酸根以二氧化碳的形式除去,这样形成的沉淀更可靠。具体用哪种酸取决于测试。

题目要求评价一项测试时应该怎么写?

说明测试显示了什么,写出至少一种会产生同样结果的其他物质,并写出一项结果不同、能把它们区分开的第二项测试。最后用一句话写出结论。

资料来源

  1. Cambridge IGCSE Chemistry 0620 syllabus page

更新于:

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