_常见离子的定性分析

硫化氢系统：主要以硫化物溶解度不同
为基础的系统分析法。以HCl、H2S、(NH4)2S 和(NH4)2CO3为组试剂，将25种常见阳离子分 为五个组。
硫化氢系统分组步骤示意图
Ⅰ～V组试液
HCl，Δ
AgCl Hg2Cl2
Ⅱ～V组
H2O2,0.3mol/L HCl,NH4I及H2S
III～V组 I组 盐酸组 PbS Bi2S3 CuS CdS HgS As2S3 Sb2S3 SnS2
（三）Al3+、Cr3+、Sn2+、Sn4+、Sb3+与(NH4)2CO3反应， 生成氢氧化物沉淀。
（四）Hg22+与(NH4)2CO3反应，先生成Hg2CO3，迅速分解 变黑，反应式如下：
Hg22+ + CO32Hg2CO3 淡黄色 HgO 黄 + Hg 黑 + CO2
与H2S或(NH4)2S反应
2+ 2+
BaSO4 白 SrSO4 白 H2SO4 CaSO4 白 PbSO4 白，溶于NH4Ac，生成Pb（Ac）3Hg2SO4 白
Pb
Hg22+
与NaOH反应
（一）生成两性氢氧化物沉淀，能溶于过量NaOH的有：
Al3+ Cr3+ Zn2+ Pb
2+
Al(OH)3 白 Cr(OH)3 灰绿 适量 NaOH Zn(OH)2 白 Pb(OH)2 白 SbO(OH) 白 Sn(OH)2 白 Sn(OH)4或H4SnO4 白 Cu(OH)2 浅蓝
二、鉴定反应的灵敏度

最低浓度：在一定条件下，使某鉴定反应仍能得
到肯定结果的被鉴定离子的最低浓度。以1∶G或
c（μg / ml）表示。
G是含有1克被鉴定离子的溶剂的克数，由于水溶液很稀，
也可视为溶液的克数、溶剂的毫升数或溶液的毫升数。

检出限量：在一定条件下，用某种反应可以鉴出
某种离子的最小质量。用m(μg)表示。
在常见阳离子中，只有Ag+、Pb2+、Hg22+能与HCl作用，
生成氯化物沉淀：
Ag+ Pb
2+
AgCl 白，溶于氨水 HCl PbCl2 白，溶于热水 Hg2Cl2 白
Hg22+
与H2SO4反应
在常见阳离子中，只有Ba2+、Sr2+、Ca2+、Pb2+、Hg22+
与H2SO4形成硫酸盐沉淀：
Ba2+ Sr2+ Ca
(一) 概述
本组包括两种离子Ag+ 、Hg22+ ，称为银组。在系统分析
中它们从热的稀盐酸溶液中以氯化物形式沉淀出来。故按 顺序称为第一组，按组试剂称盐酸组。
（二）组试剂与本组离子的沉淀
为使本组离子沉淀完全，必须加入适当过量的HCl，利用
同离子效应降低沉淀的溶解度。在系统分析中，考虑到Bi3+，
Sb3+的水解，酸应过量。 为了防止氯化银生成难以分离的胶体沉淀，沉淀作用宜在
(二) 组试剂与本组离子的沉淀
①调节溶液中 HCl 的浓度为 0.3mol/l；
②加入少许NH4I，使 As (Ⅴ)还原为 As (Ⅲ) ；
③加热，通入H2S, 冷却，将试液稀释一倍，再通入H2S至本组离 子完全沉淀。
(三) 铜组(IIA组 )与锡组(IIB 组 )的分离
根据硫化物的酸碱性不同，把本组的8种离子分成两个
3+ 2+
Mg(OH)2 白 Fe(OH)3 红棕 Fe(OH)2 浅绿 Mn(OH)2
浓NaOH 空气中O2
少量生成FeO2-
Fe
Mn2+ Cd2+ Ag+ Hg2+ Hg22+ Co2+ Ni2+ NaOH
Fe(OH)3 红棕 空气中O2 浅粉红色 MnO(OH)2 棕褐
Cd(OH)2 白 Ag2O 褐 HgO 黄 Hg2O 黑
第一章 常见离子的定性分析
第一节 概 述
任务:
确定物质的化学组成
方法
化学分析: 湿法。鉴定反应在溶液中进行 干法。如焰色反应、粉末研磨法等 仪器分析: 如发射光谱分析 阳离子：Ag+、Pb2+、Hg22+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、As(Ⅲ、Ⅴ)、 Sb(Ⅲ、Ⅴ)、Sn(Ⅱ、Ⅳ)、Fe3+、Fe2+、Al3+、Cr3+、Mn2+、 Hg2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、Na+、K+和 NH4+等 阴离子：SO42-、SO32-、S2O32-、CO32-、PO43-、AsO43-、SiO32-、CN-、 Cl-、Br-、I-、S2-、NO3-、NO2- 等
空气中O2
空气中O2
Fe(OH)3 红棕 MnO(OH)2 棕褐
Mg(OH)2 白 HgNH2Cl 白 HgNH2Cl 白＋Hg 黑
与(NH4)2CO3反应
（一）Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mn2+和Ag+与(NH4)2CO3反应， 生成白色的碳酸盐沉淀。 （二）Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、Hg2+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、 Co2+、Ni2+、Mg2+与(NH4)2CO3反应，生成碱式碳酸 盐沉淀。
离子。需要采用专属试剂或创立专属反应的条件－即创立一种条件，在 此条件下，所采用的试剂仅和一种离子发生作用。适用于指定范围内离 子的鉴定，仅需确定其中某些离子是否存在时进行的鉴定。
五、空白试验和对照试验
空白试验
定义：用蒸馏水代替试液，用同样的方法进行的试验。 作用：检查试剂、蒸馏水或器皿是否含有被鉴离子。 目的：防止过度检出。
PbS Bi2S3 CuS CdS IIA组
Ⅱ～V组 试液
（二）生成氢氧化物或碱式盐沉淀，不与过量的NH3生成
配氨离子的有：
Al3+ Cr3+ Fe3+ Fe Mn2+ Sn2+ Sn4+ Pb2+ Mg2+ Hg2+ Hg22+
2+
Al(OH)3 白 Cr(OH)3 灰绿 Fe(OH)3 红棕 NH3
Fe(OH)2 浅绿 Mn(OH)2 浅粉红 Sn(OH)2 白 Sn(OH)4 白 碱式盐 白
小组：铅、铋、铜、镉的硫化物属于碱性，称为铜组或
IIA组；As、Sb、Sn(IV)、Hg的硫化物具有酸性，称为锡 组或IIB 组。 以Na2S为组试剂，在处理第二组沉淀时，As、Sb、 Sn(IV)、Hg的硫化物与Na2S反应溶解，残渣是铜组的硫化物。
铜组与锡组的分离
HgS PbS Bi2S3 CuS CdS As2S3 Sb2S3 SnS2 Na2S
对照试验
定义：用已知溶液代替试液，用同样的方法进行试验。 作用：检查试剂是否变质或反应条件是否控制得当。 目的：防止漏检。
第二节 常见阳离子与常用试剂的反应
与HCl反应 与H2SO4反应 与NaOH反应 与NH3反应 与(NH4)2CO3反应 与H2S或(NH4)2S反应

与HCl反应
Ag(NH3)2+， Cl-
Ⅱ～Ⅴ组
AgCl
( 白)
HNO3
示有Ag+
阳离子第二组（硫化氢组）
(一) 概述
本组包括Pb2+、 Bi3+ 、Cu2+ 、Cd2+ 、Hg2+ 、As（ Ⅲ ） As （ Ⅴ ） Sb（ Ⅲ ）Sb（ Ⅴ ） Sn（ Ⅱ ） Sn（ Ⅳ ）等离 子，称为铜、锡组；本组离子的共同特性是在稀的HCl溶液中与 H2S可生成硫化物沉淀，按本组被分出的顺序，称为第二组，按 所用的试剂称为硫化氢组。
2. Ag+的鉴定
于Hg2Cl2分离的沉淀加浓氨水，沉淀溶解，再加HNO3酸化 重新得到白色AgCl沉淀，表示Ag+存在。
盐酸组分析步骤
HgCl42AgCl HCl，HNO3 Δ Hg2Cl2 Ⅰ～Ⅴ 试液 AgCl
CuSO4 KI Na2SO3
Cu2HgI4 (橙红)
HCl 加 热 NH3
示有Hg22+
碱式盐 蓝 碱式盐 浅绿
浓NaOH
Co(OH)2 粉红 Ni(OH)2 绿
与NH3反应
（一） 生成氢氧化物、氧化物或碱式盐沉淀，能溶于
过量氨水，生成配氨离子的有：
Ag+ Cu2+ Cd2+ Zn2+ Co2+ Ni2+ 适量NH3 Ag2O 褐 碱式盐 蓝绿 Cd(OH)2 白 Zn(OH)2 白 碱式盐 蓝 碱式盐 浅绿 过量NH3 Ag(NH3)2+ 无色 Cu(NH3)42+ 深蓝 Cd(NH3)42+ 无色 Zn(NH3)42+ 无色 空气中O2 Co(NH3)62+ 土黄 Ni(NH3)62+ 淡紫 Co(NH3)63+ 粉红
四、系统分析和分别分析
系统分析 是按一定的步骤和顺序，将离子加以分组分离，然后进行鉴
定。首先用几种试剂将溶液中性质相近的离子分成若干组，然后在每一 组中适当的反应鉴定某种离子是否存在，也可以在各组内进一步分离和
鉴定。采用组试剂将反应相似的离子整组分出，可以使复杂的分析任务
大为简化。
分别分析 在其他离子共存时，不需要经过分组分离，直接检查待检出
加热至近沸的酸溶液中进行。
（三）本组离子的分析
1. Ag+与Hg22+的分离和Hg22+ 的鉴定
于氯化物沉淀中加入浓硝酸和稀盐酸，加热，AgCl不溶
解，而Hg2Cl2易溶于此混酸中。
于分离出AgCl沉淀的溶液中加入KI、CuSO4和Na2SO3， 生成橙红色Cu2HgI4沉淀，表示Hg22+存在。
3.
三、鉴定反应的选择性
概念
一种试剂只与少数几 种离子起反应时，则称 之为选择性反应，起反 应的离子数越少，选择 性越高；只与一种离子 起反应时，称之为特效 反应或专属反应，所用 试剂称之为该离子的特 效或专属性试剂。
提高选择性的途径
1. 2. 3.
4. 5.
控制溶液的酸度; 加掩蔽剂; 做附加（补充）试验 ; 有机溶剂萃取; 分离干扰离子。
范围
定性分析中的反应，包括分离反应和鉴定反 应。所有的反应必须具备完全，快速和有选择性 的特点，对鉴定反应而言，还必须具有明显的外 部特征。
鉴定反应的外观特征
沉淀的生成或溶解 溶液颜色的改变
特殊气体的排出
特殊气味的产生
一、鉴定反应进行的条件
溶液的酸度 反应离子的浓度 溶液的温度 催化剂 溶剂 干扰物质的影响
浓NaOH，加热
AlO2- 无色 CrO2- 亮绿
过量 NaOH
ZnO22-无色 PbO22-无色 SbO2- 无色 SnO22-无色 SnO32-无色
Sb3+ Sn2+ Sn4+ Cu
2+
少量溶解，生成CuO22- 蓝
（二）生成氢氧化物、氧化物或碱式盐沉淀， 不溶于过量NaOH的有：
Mg2+ Fe
（一）在0.3M HCl溶液中通入H2S，能生成沉淀的有：
Ag+ Pb2+ Cu2+ Cd2+ Bi3+ Hg22+ Hg2+ As(V) As3+ Sb(V) Sb3+ Sn4+ Sn2+ ~0.3MHCl H2S Ag2S 黑 PbS CuS CdS 黑 黑 黄 溶于热HNO3
Bi2S3 褐 HgS ＋ Hg 黑 HgS 黑 As2S3 黄 As2S3 黄 Sb2S5 橙 Sb2S3 橙 SnS2 黄 SnS 褐 溶于浓HCl，不溶于NaOH 溶于浓HCl，也溶于NaOH 溶于王水

两者关系 1∶G = m ×10－6∶v m = c· v 1∶G = c ×10－6∶1 注意 当不知道试液的体积时，鉴定反应的灵敏度 要用最低浓度和检出限量同时表示。
1.
2.
反应灵敏度的大小，是从试验中得到的，当 反应条件不同、观察方法不同时，同一反应 则有不同的灵敏度。
每一鉴定反应所能检出的离子，都有一定的 量的限制。
不溶于浓HCl，溶于NaOH
（二）在0.3M HCl溶液中通入H2S，沉淀分出后，再加 (NH4)2S或在氨性溶液中通入H2S，能生成沉淀的有：
Mn2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+ Co2+ Ni
2+
MnS 浅粉红色 FeS 黑 Fe2S3 ＋ FeS 黑 (NH4)2S ZnS 白 α－CoS 黑 α－NiS 黑 Al(OH)3 白 Cr(OH)3 灰绿 放置或加热 β－CoS β－NiS 溶于强碱及稀HCl
不溶于稀HCl，溶于HNO3
溶于稀HCl
Al3+ Cr
3+
第三节 常见阳离子的系统分析法
阳离子系统分析法：
选用适当的组试剂，将 阳离子分成若干个组， 使各组离子按顺序分批沉淀下来，然后在各组中进 一步分离和鉴定每一种离子。
利用不同的组试剂，可以提出许多种分组方案。比较有意义 的是硫化氢系统分组方案。
NH3+NH4Cl, (NH4)2S
Al(OH)3 Cr(OH)3 Fe2S3 FeS
MnS CoS NiS ZnS
IV，V组
NH3+NH4Cl,(NH4)2CO3
II组
硫化氢组 III组
硫化铵组
Hale Waihona Puke BaiduBaCO3 SrCO3 CaCO3
Mg2+ K+ Na+ NH4+
IV 组
碳酸铵组
V组
可溶组
阳离子第一组（盐酸组）