实验二十四 常见阳离子的分离与鉴定（一） 一、主要教学目标 （一）巩固和进一步掌握一些金属元素及其化合物的性质 （二）了解常见阳离子的分离和检出方法，以及巩固检出离子的操作 二、教学的方法及教学手段：讲解法，学生实验法，巡回指导法 三、教学重点：常见阳离子的分离和检出方法，以及巩固检出离子的操作 四、教学难点：常见阳离子的分离和检出方法，以及巩固检出离子的操作 五、实验设备：离心机 六、实验内容 （一）碱金属，碱士金属离子的鉴定 1、Na +的鉴定 ①用饱和六羟基锑（V ）酸钾KSb(OH)6溶液 ↓=+66)()(OH NaSb OH KSb NaCl 假若没有沉淀，可以摩擦试管内壁 ②用醋酸铀酰锌与Na+在醋酸缓冲溶液中生成淡黄色结晶状醋酸铀酰锋钠沉淀 ↓ ???=++++- ++ +O H Ac UO Ac Zn NaAc O H Ac UO Zn Na 2222222 29)(3)(993 2、K +的鉴定: ①用饱和洒石酸氢钠NaHC 4H 4O 6 NaCl O H KHC O H NaHC KCl +↓+644644— 3、Mg 2+的鉴定 用镁试剂： 蓝色沉淀滴镁试剂加入白滴入1)()(22↓OH Mg NaOH MgCl Mg 2+与镁试剂工在碱性溶液中生成蓝色螯合物沉淀 4、Ca 2+的鉴定（用草酸铵） Cl NH O CaC O C NH CaCl 442422422)()(+↓=+白 5、Ba 2+的鉴定：用K 2CrO 4溶液在HAc 和NaAc 缓冲液中
+↓=+24422Ba BaCrO CrO K BaCl 示有 （二）P 区和ds 区部分金属离子的鉴定 1、Al 3+的鉴定，用HAC 酸化的铝试剂 红色絮状沉淀滴氨水再加水浴加热 搅拌滴 铝试剂→2~1,2%1.03 AlCl 2、Sn 2+的鉴定 + ↓22222)(n S Cl Hg HgCl SnCl 示有变黑变灰白透量的 3、Pb 2+ 的鉴定 NaOH PbCrO CrO Pb NaOH PbCrO CrO LK mol NO Pb 可溶于黄沉淀溶解 溶液黄)()(/1)(424244223↓=+↓- + 4、Sb 3+的鉴定 + +353,2,)(3Sb B Sb SbCl 示有苯层显紫色滴罗丹罗明加加数滴苯并释放出气体变为数粒亚销酸钠 滴浓盐酸 溶液 5、Bi 3+ 的鉴定 用硫脲 鲜黄色配合物硫脲→+33)(NO Bi 6、Cu 2+的鉴定 沉淀])([])([62264CN Fe Cu CuCl CN Fe K =+ 7、Ag +的鉴定 ↓?↓AgCl HNO Cl NH Ag O H NH AgCl HCl AgNO 323233)()(白 8、Zn 2+的鉴定 42444244)()(])([])([)(SO NH SCN Hg Zn SCN Hg NH ZnSO +↓→+白 9、Cd 2+的鉴定：32232)()(NaNO CdS S Na NO Cd +↓=+黄 10、)(2:222示有灰色白的鉴定++Hg SnCl HgCl Hg （三）部分混合离子的分离和鉴定
Al3+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Zn2+离子混合液的分离和鉴定 方法概述 这8种离子的氯化物都溶于水，在0.3mol/L盐酸溶液中不被硫化氢沉淀， 但在 NH 3-NH 4 缓冲溶液中与硫化氢作用，Al3+和Cr3+生成 Al(OH) 3 和Cr(OH) 3 沉淀， 其它的离子都生成相应的硫化物沉淀。这8 种阳离子组成硫化氢系统分析中的碱性硫化氢组或被称为铁铝组，在硫化氢系统分析程序上又称为第三组 这些阳离子绝大多数是d区金属元素阳离子，未成对电子的存在使得它们的阳离子在水溶液中呈现一定的颜色，同时又使它们具有强烈的形成配离子的倾向。下表是这些阳离子以及某些配离子的颜色，但如果试液无色，也不能排除有色离子的存在，因为当某些离子含量很小或不同颜色发生互补现象时，溶液几乎无色。 在上述8种离子中，除Al3+和Zn2+以外，其它离子属不饱和电子构型，由于次外层的d轨道电子可以全部或部分参与成键，因而常表现出可变价态，具有氧化还原性质。这些性质在离子的分离和鉴定中显得十分重要。如利用Mn2+和 Cr3+的还原性，在碱性条件下可将它们氧化为MnO 2和CrO 4 2-。在酸性条件下， NaBiO 3氧化Mn2+为MnO 4 -的反应，被用来鉴定Mn2+。 分析步骤
分析说明 1.在氢氧化钠作用下，两性元素铝，铬，锌的氢氧化物溶解在过量碱中，而 与非两性元素分离。同时锰和铬又被过氧化氢氧化成四价锰和六价铬。 Mn(OH) 2 + H 2 O 2 → MnO 2 + 2H 2 O 2.MnO 2和Co(OH) 3 在HNO 3 中溶解不显著，在酸性溶液中用 H 2 O 2 还原可提高溶 解性，反应如下： MnO 2 + H 2 O 2 + 2H+→ Mn2+ + 2H 2 O + O 2 2Co(OH) 3 + H 2 O 2 +4H+→ 2Co2+ + 6H 2 O + O 2 3.在酸性溶液中ClO 3-将Mn2+氧化为MnO 2 而与铁、钴、镍分离。 3Mn2+ + ClO 3- + 3H 2 O → 3MnO 2 + 6H+ + Cl- 4.用HNO 2作还原剂将MnO 2 再还原为Mn2+，用铋酸钠氧化为紫色的MnO 4 -，这 是鉴定二价锰离子的特征反应： 2Mn2+ + 14H+ + 5NaBiO 3→ 2MnO 4 - + 5Bi3+ + 7H 2 O + 5Na+
实验二十五常见阳离子的分离与鉴定 一、实验目的： 1、巩固和进一步掌握一些金属元素及其化合物的性质； 2、了解常见阳离子混合液的分离和检出方法。 二、实验内容： （一）、碱金属和碱土金属离子的鉴定 1、Na+的鉴定 Na++Sb（OH）6-====NaSb(OH)6 2、K+的鉴定 K++HC4H4O6-====KHC4H4O6 3、Mg2+的鉴定 Mg2+与对硝基苯偶氮间苯二酚（镁试剂Ⅰ）在碱性介质中反应生成蓝色螯合物沉淀。除碱金属外，其余阳离子都不应存在。 4、Ca2+的鉴定 Ca2++C2O42-=====CaC2O4↓（白色沉淀不溶于6MHAC而溶于2MHCl）5、Ba2+的鉴定 Ba2++CrO42-====BaCrO4↓（黄色）(pH==4) （二）、p区和ds区部分金属离子的鉴定 1、Al3+的鉴定： Al3+与铝试剂（Ⅰ）在pH6---7介质中反应，生成红色絮状螯合物沉淀。 2、Sn2+的鉴定 SnCl2+2HgCl2+2HCl====Hg2Cl2↓（白色）+H2SnCl6 Hg2Cl2+SnCl2+2HCl====2Hg↓（黑色）+H2SnCl6 3、Pb2+的鉴定 2PbCrO4+2H+====2Pb2++Cr2O72-+2H2O PbCrO4+4OH-====[Pb(OH)4]2-+CrO42-
PbCrO4沉淀溶于NaOH（与Ag+、Ba2+、Bi3+不同）及浓HNO3，难溶于稀HNO3，不溶于氨水（与Ag+、Cu2+不同），难溶于稀HAC。 4、Sb3+的鉴定 Sb3++4H++6Cl-+2NO2-====[SbCl6]-+2NO+2H2O [SbCl6]-与罗丹明B反应形成难溶于水的离子缔合物。 5、Bi3+的鉴定 硫脲CS(NH2)2与Bi3+在0.4---1.2MHNO3介质中反应形成鲜黄色络合物， 6、Cu2+的鉴定 K4[Fe（CN）6]与Cu2+在中性或酸性介质中反应，生成红棕色Cu2[Fe(CN)6]沉淀。此沉淀难溶于稀HCl、HAC及稀NH3水，但易溶于浓氨水: Cu2++[Fe(CN)6]4-====Cu2[Fe(CN)6] ↓（红棕色） 7、Ag+的鉴定 [Ag(NH3)2]Cl+2H+====AgCl+2NH4+ 8、Zn2+的鉴定 Zn2++[Hg(SCN)4]2-====Zn[Hg(SCN)4]↓ Zn2+的HAC性试液与(NH4)2[Hg(SCN)4]反应，在稀溶液中生成无色尖劈状和X 形晶体，在浓溶液中形成多枝的羊齿植物形Zn[Hg(SCN)4]晶体。 9、Cd2+的鉴定 Cd2++S2-====CdS↓（黄色） 10、Hg2+ （三）、部分混合离子的分离和鉴定
阳离子的鉴定方法
或 NH 4++OH -=NH 3+H 2O NH 4+浓度低时，没有沉淀产生，但溶液呈黄色或棕色 [HgI 4]2-分解析出HgS↓。大量I -存在使反应向左进行，沉淀溶解 Mg 2+ 1.取2滴Mg 2+试液，加2滴2mol·L -1NaOH 溶液，1滴 镁试剂（Ⅰ），沉淀呈天蓝色，示有Mg 2+ 。对硝基苯偶氮苯二酚 俗称镁试剂（Ⅰ）,在碱性环境下呈红色或红紫色，被Mg(OH)2吸附后则呈天蓝色。 1. 反应必须在碱性溶液中进行，如[NH 4+]过大，由于它降低了[OH -]。因而妨碍Mg 2+的捡出，故在鉴定前需加碱煮沸，以除去大量的NH 4+ 2. Ag +、Hg 22+、Hg 2+、Cu 2+、Co 2+、Ni 2+、Mn 2+、Cr 3+、Fe 3+及大量Ca 2+干扰反应， 应预先除去 0.5μg 10μg·g －1 (10ppm) 2.取4滴Mg 2+试液，加2滴6mol·L -1氨水，2滴2mol·L -1 （NH 4）2HPO 4溶液，摩擦试管内壁，生成白色晶形 MgNH 4PO 4·6H 2O 沉淀，示有Mg 2+ ： Mg 2++HPO 42-+NH 3·H 2O+ 5H 2O=MgNH 4PO 4·6H 2O↓ 1. 反应需在氨缓冲溶液中进行， 要有高浓度的PO 43-和足够量的NH 4 + 2. 反应的选择性较差，除本组外，其他组很多离子都可能产生干扰 30μg 10μg·g －1 (10ppm) Ca 2+ 1.取2滴Ca 2+试液，滴加饱和（NH 4）2C 2O 4溶液，有白色的CaC 2O 4沉淀形成，示有Ca 2+ 1. 反应在HAc 酸性、中性、碱性中进行 2. Mg 2+、Sr 2+、Ba 2+有干扰，但MgC 2O 4溶于醋酸，CaC 2O 4不溶，Sr 2+、Ba 2+在鉴定前应除去 1μg 40μg·g －1 (40ppm) 2.取1～2滴Ca 2+试液于一滤纸片上，加1滴6mol·L -1NaOH ，1滴GBHA 。若有Ca 2+存在时，有红色斑点产生，加2滴Na 2CO 3溶液不褪，示有Ca 2+ 乙 二醛双缩[2-羟基苯胺]简称GBHA ，与Ca 2+在PH=12～12.6的溶液中生成红色螯合物沉淀 ： 1. Ba 2+、Sr 2+在相同条件下生成 橙色、红色沉淀，但加入Na 2CO 3后，形成碳酸盐沉淀，螯合物颜色变浅，而钙的螯合物颜色基本不变 2. Cu 2+、Cd 2+、Co 2+、Ni 2+、Mn 2+、UO 22+等也与试剂生成有色螯合物而干扰，当用氯仿萃取时，只有Cd 2+的产物和Ca 2+的产物一起被萃取 0.05μg 1μg·g －1 (1ppm)
阳离子的鉴定方法与介绍 什么是阳离子 又称正离子，是指失去外层的电子以达到相对稳定结构的离子形式。常见的阳离子有：Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ag2+等。 阳离子基本简介 离子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个的稳定结构。这一过程称为电离。电离过程所需或放出的能量称为电离能。与分子、原子一样，离子也是构成物质的基本粒子。 原子失去或获得电子后所形成的带电粒子叫离子,例如钠离子Na+。带电的原子团亦称离子,如硫酸根离子。某些分子在特殊情况下，亦可形成离子。 一般说来,原子核最外层电子数小于4的通常形成阳离子(就是带正号的),大于4的通常形成阴离子(也就是带负号的),还有一个规律,原子核最外层电子数也就决定了该元素的化合价,就是正号或者负号前的数. 阳离子是指原子由于外界作用失去一个或几个电子，使其最外层电子数达到8个或2个电子的稳定结构。原子半径越大的原子
其失电子能力越强，金属性也就越强。属性最强的金属元素是钫(Fr)。 带一个或多个正电荷的离子称为正离子，亦称阳离子。 (放)电子的功能 而原子的半径愈大，原子的失电子能力较强，金属性也就较强;相反，原子的半径愈小，原子的失电子能力愈弱，因此金属性也较弱。而原子的半径相同，最外层电子数目愈少，失电子能力较强;相反，最外层电子数目愈多，失电子能力较弱。 金属性最强的元素是钫(Fr)，也是失(放)电子的能力最强的金属。 阳离子是带正电荷的离子，核电荷数=质子数核外电子数，所带正电荷数等于原子失去的电子数。 阳离子的书写方法就是在该离子的元素或原子团负号右上角表上所带电荷数与+ 号，如钠离子：Na+、三价铁离子：Fe3+、铵根NH4+、银铵配离子：[Ag(NH3)2]+等 阳离子的鉴定方法 Na 鉴定方法：
知识要点： 1. 除杂题： 解答除杂质一类的题目时，要注意三原则；三要领；五种常用的方法。 三原则：①不引入新杂质；②不减少被提纯物质的质量；③杂质便于分离。 三要领：①根据物理性质或化学性质的差异；②确定除杂质方法；③选择适宜试剂。 除杂质思路分析方法： （1）沉淀法：加入一种试剂将被除去的杂质变为沉淀，再用过滤法除去。 （2）化气法：加热或加入一种试剂将杂质变为气体逸出。 （3）置换法：利用置换反应的原理将杂质除去。 （4）转纯法：将被除去的杂质变为提纯的物质。 （5）吸收法：常用于气体的提纯。 在掌握了以上除杂质的原则、要领、方法后，解答题目时要审清题目要求，分析理顺思路且与题目要求吻合，才能准确解题。 2. 混合物的分离： （1）可溶性与难溶性物质的混合物——常用溶解、过滤、蒸发三步操作加以分离，分别得到纯净物。如：粗盐的提纯；BaSO4和Na2SO4的混合物。 （2）两种物质均溶于水，但两种物质的溶解度一种随温度变化大，另一种变化不大时，可考虑——结晶法。即冷却热饱和溶液的方法加以分离。如：NaCl和KNO3的混合物。 （3）两种物质均溶于水时，可考虑用化学方法分离。如BaCl2和NaCl的混合物。可将混合物先溶于水，加入适量Na2CO3溶液，得到BaCO3和NaCl溶液。BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。将沉淀过滤出，洗净后在沉淀中加入适量盐酸溶液，又得到BaCl2溶液，CO2逸出。BaCO3+2HCl =BaCl2+H2O+CO2↑。最后分别将NaCl溶液和BaCl2溶液蒸发，分别得到纯净的NaCl固体和] BaCl2固体。
注意：用化学方法或用物理方法进行混合物分离时，要区别除杂质与分离物质的不同点是：除杂质时只要求把杂质除掉、保留原物质即可；而混合物分离是几种物质用一定的方法分开，原混合物中各成分都必须保留。 3. 物质的鉴别： 鉴别是通过化学实验将几种不同特性的物质区别开来。如鉴别两瓶无色溶液哪瓶是NaCl或KNO3。我们只要把NaCl溶液中的Cl-检验出来，即可认定NaCl溶液，另一瓶则溶液.（1）常见离子鉴别的特效试剂 H+和OH-：紫色石蕊试液或pH试纸。 OH-：无色酚酞试液（可鉴别碱性溶液）——变红。 Cl-：AgNO3溶液和稀HNO3——有白色沉淀。 SO42-：BaCl2溶液和稀HNO3——有白色沉淀。 CO32-：稀HCl和石灰水——有CO2↑。 NH4+：强碱溶液（NaOH）——有NH3↑。使湿润红色石蕊试纸变蓝。 （2）特征离子关系图 （3）物质鉴别的原则 ①操作简便：能用物理方法鉴别的不用化学方法。能用一种试剂鉴别的不用多种试剂。 ②现象明显：使待检物质的现象对比度较大。 ③防止干扰：鉴别Cl－和SO42－时，只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液。 （4）物质鉴别的思路和方法 ①气体鉴别：一看颜色，二用试纸，三用火点，四加试剂。 ②固体、液体鉴别：一看颜色，二看气体，三辨沉淀。 ③一种试剂的鉴别： A. 几种溶液含不同阳离子时，常选用Ba（OH）2溶液或NaOH溶液做鉴别试剂。 B. 几种溶液含不同阴离子时，常选用强酸做鉴别试剂。 C. 几种溶液酸碱性不同时，常选用紫色石蕊做鉴别试剂。 D. 几种物质是金属或金属氧化物时，常选用稀强酸做鉴别试剂。 E. 一种试剂与四种溶液反应时，应是现象对比度大。多数是有沉淀、有气体，既有沉淀又有气体、沉淀颜色不同，无明显现象。 F. 当给定的一种试剂不能鉴别出被检物时，可从已鉴别出的物质中找出一种试剂再鉴别。 ④不同试剂的鉴别： A. 观察法：根据物理性质中颜色、气味、状态、溶解性等进行鉴别。 B. 热分解法：根据不同物质的热稳定性，利用产物的不同性质特征进行鉴别。 C. 相互作用法：根据两两混合后的不同现象进行鉴别。 4. 物质的鉴定： 鉴定是根据待检物质的特性，通过不同的实验将物质的各组分逐一检验出来，从而确定某物质。鉴定与“用实验方法确定或证明”等用语意义相同。如：用化学方法证明某白色固体是硫酸铵。在鉴定时不但要用化学实验检验白色固体是否是铵盐（含NH4+），还要检验它
常见离子的定性鉴定方 法 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
阳离子的鉴定方法 Na+1．取2滴Na+试液，加8滴醋酸铀酰试剂： UO2(Ac)2+Zn(Ac)2+HAc,放置数分钟，用玻璃棒摩擦器壁，淡黄色的晶状沉淀出现，示有Na+：3UO22++Zn2++Na++9Ac－ +9H2O=3UO2(Ac)2·Zn(Ac)2·NaAc·9H2O 1.在中性或醋酸酸性溶液中进行，强酸 强碱均能使试剂分解。需加入大量试 剂，用玻璃棒摩擦器壁 2.大量K+存在 时，可能生成KAc·UO2(Ac)2的针状结 晶。如试液中有大量K+时用水冲稀3倍 后试验。 Ag+、Hg2+、Sb3+有干扰， PO43 －、AsO 4 3－能使试剂分解，应预先除去 μg250μg·g－1 (250ppm) +试液与等体积的·L-1KSb(OH) 6试液混合，用玻璃棒摩擦器壁，放置后产生白色晶形沉淀示有Na+： Na++Sb(OH)6－= NaSb(OH)6↓ Na+浓度大时，立即有沉淀生成，浓度小时因生成过饱和溶液，很久以后（几小时，甚至过夜）才有结晶附在器壁1. 在中性或弱碱性溶液中进行，因酸能分解试剂 2. 低温进行，因沉淀的溶解度随温度的升高而加剧 3. 除碱金属以外的金属离子也能与试剂形成沉淀，需预先除去 K+ 1.取2滴K+试液，加3滴六硝基合钴酸钠(Na3[Co(NO2)6])溶液，放置片刻，黄色的K2Na[Co(NO2)6]沉淀析出，示有K+： 2K++Na++[Co(NO2)6]3－=K2Na[Co(NO2)6]↓1. 中性微酸性溶液中进行，因酸碱都能 分解试剂中的[Co(NO2)6]3- 2. NH4+与试 剂生成橙色沉淀(NH4)2Na[Co(NO2)6]而干 扰，但在沸水中加热1～2分钟后 (NH4)2Na[Co(NO2)6]完全分解， K2Na[Co(NO2)6]无变化，故可在NH4+浓度 大于K+浓度100倍时，鉴定K+ 4μg80μg·g－1 (80ppm) 2.取2滴K+试液，加2～3滴·L-1四苯硼酸钠Na[B(C6H5)4]溶液，生成白色沉淀示有K+：K++[B(C6H5)4]- = K[B(C6H5)4]↓1. 在碱性中性或稀酸溶液中进行 2. NH4+有类似的反应而干扰，Ag+、Hg2+的影 响可加NaCN消除，当PH=5，若有EDTA 存在时，其他阳离子不干扰。 μg 10μg·g－1 (10ppm) NH4+ 1. 气室法：用干燥、洁净的表面皿两块（一大、一小），在大的一块表面皿中心放3滴NH4+试液，再加3滴6mol·L-1 NaOH溶液,混合均匀。在小的一块表面皿中心黏附一小条潮湿的酚酞试纸，盖在大的表面皿上做成气室。将此气室放在水浴上微热2min，酚酞试 纸变红，示有NH4+这是NH4+的特征反应μg1μg·g－1 (1ppm) 2.取1滴NH4+试液，放在白滴板的圆孔中，加2滴奈氏试剂（K2HgI4的NaOH溶液），生成红棕色沉淀，示有NH4+： 或?NH4++OH- =NH3+H2O ??NH4+浓度低时，没有沉淀产生，但溶液呈黄色或棕色1 Fe3+、Co2+、Ni2+、Ag+、Cr3+等存在时， 与试剂中的NaOH生成有色沉淀而干扰， 必须预先除去 2.大量S2-的存在，使 [HgI4]2-分解析出HgS↓。大量I-存在使 反应向左进行，沉淀溶解 μg 1μg·g－1 (1ppm) Mg2+ 1.取2滴Mg2+试液，加2滴2mol·L-1NaOH溶液，1滴镁试剂（Ⅰ），沉淀呈天蓝色，示有Mg2+。对硝基苯偶氮苯二酚1. 反应必须在碱性溶液中进行，如 [NH4+]过大，由于它降低了[OH-]。因而 妨碍Mg2+的捡出，故在鉴定前需加碱煮 沸，以除去大量的NH4+ 2. Ag+、Hg22+、 Hg2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Cr3+、Fe3+及 大量Ca2+干扰反应，应预先除去 μg10μg·g－1 (10ppm)
阳离子的分离与鉴定 一. 实验目的 1. 掌握用两酸三碱系统分析法对常见阳离子进行分组分离的原理和方法。 2. 掌握分离、鉴定的基本操作与实验技能。 二. 实验原理 阳离子的种类较多，常见的有二十多种，个别检出时，容易发生相互干扰，所以一般阳离子分析都是利用阳离子某些共同特性，先分成几组，然后再根据阳离子的个别特性加以检出。凡能使一组阳离子在适当的反应条件下生成沉淀而与其它组阳离子分离的试剂称为组试剂，利用不同的组试剂把阳离子逐组分离再进行检出的方法叫做阳离子的系统分析。在阳离子系统分离中利用不同的组试剂，有很多不同的分组方案。如硫化氢分组法，两酸、两碱系统分组法。下面介绍一种以氢氧化物酸碱性与形成配合物性质不同为基础，以HCl、H2SO4、NH3 H2O、NaOH、(NH4)2S为组试剂的两酸三碱分组方法。本方法将常见的二十多种阳离子分为六组。 第一组：盐酸组Ag+，Hg22+，Pb2+ 第二组：硫酸组Ba2+，Ca2+，Pb2+ 第三组：氨合物组Cu2+，Cd2+，Zn2+，Co2+，Ni2+ 第四组：易溶组Na+，NH4+，Mg2+，K+ 第五组：两性组Al3+，Cr3+，Sb III、V，Sn II、IV 第六组：氢氧化物组Fe2+，Fe3+， Bi3+，Mn2+，Hg2+ 用系统分析法分析阳离子时，要按照一定的顺序加入组试剂，将离子一组一组沉淀下来，具体分离方法如下表。 表阳离子分组步骤 试液(用个别检出法鉴定NH4+、Fe2+、Fe3+) ( Hg ) (两性组) (氢氧化物组) (第三组硫化物) (第四组易溶组)AlO2?、Cr O42?Fe(OH)3、 K+、Na+、Mg2+、NH4+SbO43?、SnO32?MnO(OH)2、 NaBiO3、HgNH2Cl
[参考资料]CI -、Br-、I-混合离子的分离与鉴定 王晏婷 （上海教育学院 化学系） 通常，欲在阴离子混合液中分别鉴定Cl — 、Br — 、I — 各种离子时，为了排除其它还原性离子的干扰，首先要在酸性条件下加入足量AgNO 3溶液，使卤素离子均形成AgX 沉淀而与其它阴离子分离，然后将AgCl 、AgBr 与AgI 再分离与鉴定。 一、AgCl 与AgBr 、Agl 的分离 在以往教科书及有关参考书中采用的是(NH 4)2CO 3溶液或NH 4HCO 3 溶液，利用NH 4+水解产生的NH 3，使溶解度较大的AgCl 溶解，而AgBr 、Agl 基本上不溶。但由于此溶解反应是在温热条件下进行，水解NH 3的浓度不易控制，因而在溶解AgCl 的同时，也有一部分AgBr 溶解了，这样往往会引起Br — 失检及Cl — 的过检。 鉴于上述情况，在一些参考书的启发下，决定试用米勒试剂，此试剂是在稀氨水中加入少量AgNO 3由于氨是过量的，因此相当在稀氨水中引入了少量Ag(NH 3)2+络离子，NH 3遇到AgCl 或AgBr 即发生如下反应： AgCl+2NH 3Ag(NH 3)2+Cl — AgBr+2NH 3Ag(NH 3)2++Br — 度较大，所受的影响就相对较小，而AgBr 的溶解度比AgCl 小，因此所受的影响就较大，以此来达到AgCl 与AgBr 分离的目的。但是经过实践发现，使用米勒试剂后，虽然能保证AgBr 不溶，但AgCl 的溶解也受到很大的影响，常会引起Cl — 的失检。针对这个问题，对米勒试剂进行了改进，在固定NH 3的浓度为0.25mol ·L — 1变化AgNO 3用量，以改变 AgNO 3为最佳条件，在此条件下AgCl 大部分溶解，而AgBr 基本不溶，离心分离后于清液中加HNO 3酸化，此时能得到明显的白色凝胶状沉淀，即证明Cl — 存在。 二、AgBr 、Agl 的转化溶解 为了进一步检验Br — 及I — ，因此要将AgBr 、Agl 转化为可溶性Br-及I-，过去是在沉淀上加入活泼金属锌粉或镁粉，使其与AgBr 、AgI 发生置换反应，形成可溶性ZnBr 2及ZnI 2并析出银单质，但由于此转化反应在固相，且要发生电子的转移，因此转化反应较难发生，具有转化时间长（一般需搅拌10～15min 转化不完全等缺点，尤其是AgI 更难转化，所以经常造成I — 的失检，针对上述情况，我们参阅了有关资料改用新配制的(NH 4)2S 为沉淀剂，在加入过量(NH 4)2S 溶液于AgBr 、AgI 沉淀上，由于在相同条件下，Ag 2S 的溶解度为5.8×10— 17mol ·L — 1，AgBr 的溶解度为7.1×10— 7mol ·L — 1而AgI 溶解度为9.1×10— 9，Ag 2S 的溶解度远远小于AgBr 但由于上述反应是可逆的。因此若在稀氨水中引入少量，Ag(NH )32+则这部分将对与的溶解都起抑制作用，的溶解Ag(NH )AgCl AgBr AgCl 32+Ag(NH )0.25mol L 1.1(g)32+ 1络离子的浓度，最后发现在·稀氨水加入
阳离子的鉴定 一、铵离子的鉴定 铵离子的鉴定之一 [原理] 铵盐跟碱反应，生成氨气，这是铵盐的共性 NH4++OH—==NH3↑+ H2O [用品] 表面皿、铵盐溶液、6mol/L氢氧化钠溶液、红色石蕊试纸 [操作] 在表面皿的中央滴几滴铵盐溶液，再滴加6mol/L氢氧化钠溶液到碱性。混均匀后用沾有红色湿润石蕊试纸的表面皿覆盖，放在水浴中微热，石蕊试纸变成蓝色，说明原溶液里有NH4+。 铵离子的鉴定之二 [原理] NH3与奈斯勒试剂(K2HgI4)反应，生成橙黄或红棕色（依NH3含量多少）沉淀，NH4+在强碱条件下，能生成NH3。 [用品] 滤纸、毛细吸管、滴管、奈斯勒试剂、10%NaOH溶液 [操作] 在滤纸片上滴一滴10%NaOH溶液，待液滴渗入滤纸中后，再加一滴试液，使其发生沉淀并等待液滴渗入滤纸中。用毛细吸管沾少量水垂直放在斑点中心，将NH4+扩散到周围，在外围的水渍区上加K2HgI4溶液一滴，黄橙或红棕色斑点证明NH4+的存在。 [备注] 本法可检出μg（微克）的NH4+。
二、钠离子的鉴定 钠离子的鉴定之一 [原理] 钠离子的焰色反应为黄色 [用品] 试管或点滴盘、铂丝环、煤气灯或酒精灯、1∶1盐酸、蒸馏水 [操作] 取试液1滴于试管中，加1∶1盐酸2滴，用约1mL水稀释，以铂丝环沾取进行焰色反应，浓烈的黄色火焰表示Na+存在。 [备注] 此反应的灵敏度很大，μg（微克）的Na+就会使火焰呈浅黄色，因此盐酸、蒸馏水及其它试剂中的微量Na+都有反应，必须做空白试验，并火焰的黄色要浓烈，才能确定Na+的存在。 钠离子的鉴定之二 [原理] 锑酸根离子[Sb(OH)6]—和Na+作用，会有白色晶状的锑酸钠沉淀出现Na[Sb(OH)6]。 Na++[Sb(OH)6]—=Na[Sb(OH)6]↓ 利用这种性质可以检验Na+的存在。 [用品] 试管、试管架、滴管、玻璃棒、·L—1NaCl溶液、·L—1K[Sb(OH)6] 溶液。 [操作] 1、在试管中加入·L—1NaCl溶液。
第四节第三组阳离子的分析 一、本组离子的分析特性 本组包括由7种元素形成的8种离子：Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+，称为铁组，它们的氯化物溶于水，在·L-1HCl溶液中不形成硫化物沉淀，只能在NH3-NH4Cl(pH≈9)溶液中与(NH4)2S或硫代乙酰胺反应生成硫化物或氢氧化物沉淀，按分组顺序称为第三组，按所用试剂称为硫化铵组。 1.离子的颜色——预测某些有色离子是否存在 常见阳离子中带有颜色的，除Cu2+以外，其余都集中到本组，而本组中只有Al3+和Zn2+无色。 作用：此性质可用作未知离子的预测。
应注意的问题： （1）当含量少时，即使溶液无色，也不能排除有少量有色离子的存在。 （2）当不同的颜色发生互补现象时，溶液虽然无色也不能排除有色离子的存在。 如Co2+:Ni2+=1:3 互补规律：（对角线互补为无色） 2.离子的价态 本组除Al3+与Zn2+外，都有两种以上的价态，如Fe(2,3)，Mn(2,3,4,5,6,7)，Cr(2,3,6),Co(2,3)，Ni(2,3)等。可应用于分离和鉴定反应之中。正因为这样，本组许多离子的分析反应都与其价态的变化有关，有的还有重要的分析意义。
氧化还原反应在分析中的应用 (1)分离离子：掩蔽或沉淀 以NaOH沉淀Co(OH)2时，因它的溶解度较大，且容易被过量的NaOH部分溶解为HCoO2-，所以沉淀不完全。为使沉淀完全，一般都将Co(OH)2氧化为Co(OH)3。Co(OH)2很容易被氧化，甚至放置在空气中都可逐渐转变为Co(OH)3。在实验条件下，通常是加Na2O2作为氧化剂： 2Co(OH)2+Na2O2+2H2O＝2Co(OH)3↓+2Na++2OH- (2)鉴定离子 Mn2+在稀溶液中接近无色，而MnO4-却有鲜明的紫红色。利用这一性质，可将Mn2+氧化为MnO4-而加以鉴定，灵敏度很高（m=1μg，c=16ppm）。 又如，Cr3+的鉴定方法之一，是先在碱性溶液中将它氧化为黄色的CrO42-（不够灵敏、受有色离子的干扰），然后再在酸性溶液中进一步氧化为蓝色的过氧化铬CrO5。这是铬比较特效的方法。
几种离子的鉴别方法 知识要点： 1. 除杂题： 解答除杂质一类的题目时，要注意三原则；三要领；五种常用的方法。 三原则：①不引入新杂质；②不减少被提纯物质的质量；③杂质便于分离。 三要领：①根据物理性质或化学性质的差异；②确定除杂质方法；③选择适宜试剂。 除杂质思路分析方法： （1）沉淀法：加入一种试剂将被除去的杂质变为沉淀，再用过滤法除去。 （2）化气法：加热或加入一种试剂将杂质变为气体逸出。 （3）置换法：利用置换反应的原理将杂质除去。 （4）转纯法：将被除去的杂质变为提纯的物质。 （5）吸收法：常用于气体的提纯。 在掌握了以上除杂质的原则、要领、方法后，解答题目时要审清题目要求，分析理顺思路且与题目要求吻合，才能准确解题。 2. 混合物的分离： （1）可溶性与难溶性物质的混合物——常用溶解、过滤、蒸发三步操作加以分离，分别得到纯净物。如：粗盐的提纯；BaSO4和Na2SO4的混合物。 （2）两种物质均溶于水，但两种物质的溶解度一种随温度变化大，另一种变化不大时，可考虑——结晶法。即冷却热饱和溶液的方法加以分离。如：NaCl和KNO3的混合物。 （3）两种物质均溶于水时，可考虑用化学方法分离。如BaCl2和NaCl的混合物。可将混合
物先溶于水，加入适量Na2CO3溶液，得到BaCO3和NaCl溶液。BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。将沉淀过滤出，洗净后在沉淀中加入适量盐酸溶液，又得到BaCl2溶液，CO2逸出。BaCO3+2HCl =BaCl2+H2O+CO2↑。最后分别将NaCl溶液和BaCl2溶液蒸发，分别得到纯净的NaCl固体和] BaCl2固体。 注意：用化学方法或用物理方法进行混合物分离时，要区别除杂质与分离物质的不同点是：除杂质时只要求把杂质除掉、保留原物质即可；而混合物分离是几种物质用一定的方法分开，原混合物中各成分都必须保留。 3. 物质的鉴别： 鉴别是通过化学实验将几种不同特性的物质区别开来。如鉴别两瓶无色溶液哪瓶是NaCl或KNO3。我们只要把NaCl溶液中的Cl-检验出来，即可认定NaCl溶液，另一瓶则溶液.（1）常见离子鉴别的特效试剂 H+和OH-：紫色石蕊试液或pH试纸。 OH-：无色酚酞试液（可鉴别碱性溶液）——变红。 Cl-：AgNO3溶液和稀HNO3——有白色沉淀。 SO42-：BaCl2溶液和稀HNO3——有白色沉淀。 CO32-：稀HCl和石灰水——有CO2↑。 NH4+：强碱溶液（NaOH）——有NH3↑。使湿润红色石蕊试纸变蓝。 （2）特征离子关系图 （3）物质鉴别的原则 ①操作简便：能用物理方法鉴别的不用化学方法。能用一种试剂鉴别的不用多种试剂。 ②现象明显：使待检物质的现象对比度较大。 ③防止干扰：鉴别Cl－和SO42－时，只能用BaCl2溶液不能用AgNO3溶液。 （4）物质鉴别的思路和方法 ①气体鉴别：一看颜色，二用试纸，三用火点，四加试剂。 ②固体、液体鉴别：一看颜色，二看气体，三辨沉淀。 ③一种试剂的鉴别： A. 几种溶液含不同阳离子时，常选用Ba（OH）2溶液或NaOH溶液做鉴别试剂。 B. 几种溶液含不同阴离子时，常选用强酸做鉴别试剂。 C. 几种溶液酸碱性不同时，常选用紫色石蕊做鉴别试剂。 D. 几种物质是金属或金属氧化物时，常选用稀强酸做鉴别试剂。 E. 一种试剂与四种溶液反应时，应是现象对比度大。多数是有沉淀、有气体，既有沉淀又有气体、沉淀颜色不同，无明显现象。 F. 当给定的一种试剂不能鉴别出被检物时，可从已鉴别出的物质中找出一种试剂再鉴别。 ④不同试剂的鉴别： A. 观察法：根据物理性质中颜色、气味、状态、溶解性等进行鉴别。 B. 热分解法：根据不同物质的热稳定性，利用产物的不同性质特征进行鉴别。 C. 相互作用法：根据两两混合后的不同现象进行鉴别。
实验六、常见非金属阴离子的分离与鉴定 一、实验目的：学习和掌握常见阴离子的分离与鉴定方法，以及离子检出的基本操作。 总结说明：从IIIA族到VIIIA族的22种非金属元素在形成化合物时常常生成阴离子。形成阴离子的元素虽不多，但是同一元素常常不止一种阴离子。阴离子多数是由两种和两种以上元素构成的酸根或碱离子，同一种元素的中心原子能形成多种阴离子在非金属阴离子中，有的与酸作用生成挥发性的物质，有的与试剂作用生成沉淀，也有的呈现氧化还原性。利用这些特点，根据溶液中离子共存情况，应先通过初步试验或进行分组应产生气体的试验，各种阴离子的沉淀性质，氧化还原性质。预先做初步检验，可以排除某些离子存在的可解性，从而简化分析步骤，初步检验包括以下内容： （一）、试液的酸碱性试验。 若试液呈强酸性，则易被分解的离子如：CO32-、NO2-、S2O32-等。 （二）、是否产生气体的试验。 若在试液中加入稀H2SO4或稀HCL溶液，有气体产生，表示可能存在CO32－、SO32－、 S2O32－、S2－、NO2－等离子。根据生成气体的颜色和气味以及生成气体具有某些特征反应，确证其含有的阴离子，如由NO2－被酸分解生成红棕色NO2气体，能将湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；由S2－被酸分解产生H2S气体，可使醋酸铅试纸变黑，可判断NO2－和S2－离子分别存在于各自反应溶液中。 （三）、还原性阴离子的试验。 在酸化的溶液中，加入KMnO4稀溶液，若紫色褪去，则可能存在S2－、SO32－、S2O32－、BR－、I－、NO2－等离子，若紫色不褪去，则上述离子都不存在。试液经酸化后，加入I2－淀粉溶液，蓝色褪去，则可能存在SO32－、S2O32－、S2－等离子。 （四）、氧化性阴离子的试验。 在酸化的试液中加入KI溶液和Ccl4，振荡后Ccl4层呈紫色，则有氧化性阴离子存在，如NO2－离子。 （五）、难溶盐阴离子试验。 ①钡组阴离子。 在中性或弱碱性试液中，用Bacl2能沉淀SO42－、SO32－、S2O32－、CO32－、PO42－、等阴离子。 ②用AgNO3能溶液Cl－、Br－、I－、S2－、S2O32－等阴离子，然后用稀HNO3酸化，沉淀不 溶解。 可以根据Ba2+和Ag+相应盐类的溶解性，区分易溶盐和风化溶盐。加入一种阳离子可以试验整组阴离子是否存在，这种试剂就是相应的组试剂。 二、实验用品： ①仪器：试管（离心）、点滴板、离心机。 ②固体药品：硫酸亚铁。 ③液体药品：Na2S（0.1mol/L）、Na2SO3（0.1mol/L）、Na2S2O3（0.1mol/L）、Na3PO4 （0.1mol/L）、Nacl（0.1mol/L）、NaBr（0.1mol/L）、NaI（0.1mol/L）、NaNO3（0.1mol/L）、 Na2CO3（0.1mol/L）、NaNO2（0.1mol/L）、(NH4)2MoO4（0.1mol/L）、Bacl2（0.1mol/L）、 KMnO4（0.1mol/L）、ZnSO4(饱和)、K4[Fe(CN)6]（0.5mol/L）、AgNO3（0.1mol/L）、 H2SO4（浓1mol/L）、HNO3（6mol/L）、HCL（6mol/L）、NaOH（2mol/L）、Ba(OH)2 （饱和氨水）或新配制的石灰水（氨水6mol/L）、H2O2（3%）、氯水、Ccl4、对氨 基苯碘酸（1%）、2－苯胺（0.4%）、亚硝酸铁氰化钠（9%）。 ④材料：Pb(AC)2试纸、玻璃棒。
1.碳酸根离子：用稀盐酸（当碳酸根离子遇到稀盐酸时，会生成二氧化碳和水，有气体生成时，所检验物质中就含碳酸根离子了） 2.氯离子：用硝酸银和稀硝酸（银离子会和氯离子结合成氯化银，生成沉淀，但由于碳酸银也不溶于水，所以要用稀硝酸，当没有气体生成时，所检验物质中就含氯离子了） 3.硫酸根离子： 1）用硝酸钡和稀硝酸（钡离子会和硫酸根离子结合成硫酸钡，生成沉淀，但由于碳酸钡也不溶于水，所以要用稀硝酸，当没有气体生成时，所检验物质中就含硫酸根离子了） 2）用稀盐酸和氯化钡（钡离子会和硫酸根离子结合成硫酸钡，生成沉淀，但由于碳酸钡也不溶于水，所以要用稀盐酸，同时氯化银也不溶于水，因此要先加稀盐酸，这样，银离子会和氯离子结合成氯化银，生成沉淀，此时溶液中就没有银离子，再加氯化钡，生成沉淀的就只有硫酸钡了） 4.银离子：用氯化钠（银离子会和氯离子结合成氯化银，生成沉淀） 5. 氢离子： 1）活泼金属（有氢气生成，现象会产生气泡）2）酸碱指示剂：紫色石蕊试剂（石蕊变红） 3）金属氧化物：如带锈的铁钉（铁锈会退去） 6. 氢氧根离子：酸碱指示剂：无色酚酞（酚酞变红） 7. 铁离子： 1）溶液中呈淡黄色 2）用氢氧化钠（铁离子和氢氧根离子结合成氢氧化铁，生成红褐色沉淀） 8. 亚铁离子：溶液中呈浅绿色 9. 铜离子: 1）溶液中呈蓝色2）用氢氧化钠（铜离子会和氢氧根离子结合成氢氧化铜，生成蓝色沉淀） 10. 铵根离子：用碱和和湿润的红色石蕊试纸（铵根离子和碱反应生成呈碱性的氨气，使石蕊试纸变蓝） 11. 钡离子：用稀硫酸（钡离子会和硫酸根离子结合成硫酸钡，生成沉淀） 化学】高中化学所有离子的鉴别 采用试剂: 石蕊、酚酞和甲基橙 操作步骤和反应现象: 含OH的试液能使红色石蕊试纸变蓝，酚酞变红色；甲基橙变黄；pH试纸的变色范围中紫色加深 Cl- 的检验 采用试剂:AgNO3容液、HNO3S液 操作步骤和反应现象: 滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,再加稀HNO3%淀不溶, 有关的离子方程式: Ag++CI- AgCI J Br- 的检验 采用试剂:AgNO3 HNO溶液,CI2水操作步骤和反应现象: 滴加AgNO豁液生成浅黄色沉淀,沉淀不溶于稀HNO3滴加CI2水振荡后加几滴汽油, 油层红棕色
实验27 常见阳离子的分离、鉴定 一、实验目的 1．了解常见阳离子的基本性质和重要反应。 2．掌握常见阳离子的分离原理及鉴定方法。 3．进一步练习分离、鉴定的基本操作。 二、实验原理 离子的分离和鉴定是以各离子对试剂的不同反应为依据的，这种反应常伴随有特殊的现象，如沉淀的生成或溶解，特殊颜色的出现，气体的产生等等。各离子对试剂作用的相似性和差异性都是构成离子分离与检出方法的基础，也就是说，离子的基本性质是进行分离鉴定的基础。因而要想掌握阳离子的分离鉴定的方法，就要熟悉阳离子的基本性质。 离子的分离和鉴定只有在一定条件下才能进行。所谓一定的条件主要指溶液的酸度、反应物的浓度、反应温度、促进或妨碍此反应的物质是否存在等。为使反应向期望的方向进行，就必须选择适当的反应条件。因此，除了要熟悉离子的有关性质外，还要学会运用离子平衡（酸碱、沉淀、氧化还原、配位等平衡）的规律控制反应条件，这对于我们进一步掌握离子分离条件和鉴定方法的选择将有很大帮助。 对于常见阳离子分离的性质是指常见阳离子与常用试剂的反应及其差异，重点在于应用这些差异性将离子分开。常见阳离子与常用试剂的反应： 1. 与HCl 溶液反应 AgCl ↓ 白色，溶于氨水 Hg 2Cl 2↓ 白色，溶于浓HNO 3及H 2SO 4 PbCl 2 ↓ 白色，溶于热水，NH 4A c 、NaOH Ba Sr Ca Ca 2+ 浓度很大时，才析出沉淀 Pb NaOH 、NH 4Ac(饱和)、热HCl 溶液、浓H 2SO 4，不溶于稀H 2SO 4 Ag 3. 与NaOH 反应 Al 2－ 或[Al(OH)4]－ Zn ZnO 22－ 或[Zn(OH)4]2－ Pb PbO 22－ 或[Pb(OH)4]2－ Sb SbO 2－ Sn 22－ 或[Sn(OH)4]2－ Cu 2+ Cu(OH)42－ 4. 与NH 3反应 Ag + [Ag(NH 3)2]+ Cu 2+ 3)4]2+ (深蓝) Cd 2+ 3)4]2+ 浓NaOH △
(一)常见阳离子的检验方法 离子 检验 试剂 实验步骤 实验现象 离子方程式 H+ ①酸度计 ②pH 试纸③石蕊试液 ①将酸度 计的探头 浸泡在待 测液中② 用玻璃棒蘸取少量待测液滴 到干燥的pH 试纸上③取样，滴 加石蕊试 液 、②pH<7 ③石蕊变红 K+ 焰色反应 ① 铂丝用盐酸洗涤后在火焰浅紫色（通过蓝色钴玻璃
上灼烧至原火焰色②蘸取溶液，放在火 焰上灼烧，观察火焰颜色。 片观察钾 离子焰 色） Na + 焰色反应 火焰分别呈黄色 NH 4+ NaOH 溶液(浓) 取少量待 测溶液于试管中，加入NaOH 浓溶液并加热，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 加热，生 成有刺激 性气味、使湿润红色石蕊试 纸变蓝的 气体 Ag + 稀HNO3、稀盐酸（或取少量待 测溶液于试管中，加入稀生成白色沉淀，不溶于稀Ag++Cl －＝ AgCl↓
NaCl）H NO3再 加入稀盐 酸（或 NaCl） HNO3 Ba 2+ ①稀 H2SO 4或可 溶性 硫酸 盐溶 液②稀 HNO3 取少量待 测溶液于 试管中，加 入稀 H2SO4再 加入稀 HNO3 产生白色 沉淀，且 沉淀不溶 于稀 HNO3 Ba2++ SO42-=BaSO4↓ Fe 3+ KSCN 溶液 取少量待 测溶液于 试管中，加 入KSCN 溶液 变为血红 色溶液 Fe3++3SCN－＝ Fe(SCN)3 加苯 取少量待 测溶液于 溶液显紫
酚试管中，加 苯酚 色 淀粉KI溶液滴加淀粉 KI溶液 溶液显蓝 色 2Fe3++2I－＝ 2Fe2++ I2 加NaOH 溶液加NaOH 溶 产生红褐 色沉淀 Fe3++3OH－＝ Fe(OH)3↓ 离子检验 试剂 实验步骤实验现象离子方程式 Fe 2+ ①KSC N溶 液，新 制的 氯水 ①取少量 待测溶液 于试管中， 加入 KSCN溶 液，新制的 氯水 ①加入 KSCN溶 液不显红 色，加入 少量新制 的氯水 后，立即 2Fe2+ + Cl2#FormatImgI D_1# 2Fe3+ + 2Cl- Fe3++3SCN －＝Fe(SCN)3