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1、实验十实验十 常见无机阳离子的分离与鉴别常见无机阳离子的分离与鉴别一、实验目的一、实验目的 1、运用所学元素及化合物的基本知识，、运用所学元素及化合物的基本知识， 进行常见物质的分离和鉴别进行常见物质的分离和鉴别 2、进一步培养观察实验和分析现象中所遇、进一步培养观察实验和分析现象中所遇到的问题的能力到的问题的能力变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 常见的阳离
2、子有二十几种，常见的阳离子有二十几种，我们我们讨论的是下列讨论的是下列24种：种：Ag+、Hg22+、Hg2+、Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、As(,)、Sb(,)、Sn(,)、Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Ba2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+ 。 在阳离子的鉴定反应中，相互干扰的情况较在阳离子的鉴定反应中，相互干扰的情况较多，实验室常用的混合阳离子分组法有多，实验室常用的混合阳离子分组法有硫化氢系统硫化氢系统法和两酸两碱系统法法和两酸两碱系统法。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完
3、成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分实验室常用的混合阳离子分组法有实验室常用的混合阳离子分组法有硫化氢系统法硫化氢系统法和两酸两碱系统法和两酸两碱系统法。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 表表1 简化的硫化氢系统分组方案简化的硫化氢系统分组方案组别组别 组试剂组试剂 组内离子组内离子 组的其他名称组的其他名称 稀稀HCl Ag+、Hg22+、Pb2+ 盐酸组，银组盐酸组，银组 H2S(TAA) A（硫化物不溶于（硫化物不溶于Na2S） (0.3mol/LHCl)
4、Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+ 硫化氢组硫化氢组，铜锡，铜锡组组 B（硫化物溶于（硫化物溶于Na2S） Hg2+、As,、Sb,、Sn, (NH4)2S Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+ (NH3+NH4Cl) Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+ 硫化铵组，铁组硫化铵组，铁组 (NH4)2CO3 Ba2+、Ca2+ 、Sr2+ 碳酸铵组碳酸铵组 (NH3+NH4Cl) V - Mg2+ 、K+、Na+、NH4+ 可溶组，可溶组，钙钙钠组钠组 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分
5、 本组包括本组包括Ag+、Hg22+、Pb2+等等3种离子，称为银种离子，称为银组。由于它们能与组。由于它们能与HCl生成氯化物沉淀。最先从试生成氯化物沉淀。最先从试液中分离出来，所以按顺序称为第一组，按组试剂液中分离出来，所以按顺序称为第一组，按组试剂称为盐酸组。称为盐酸组。 本组三种离子本组三种离子均均无色。银和铅主要以无色。银和铅主要以Ag+、Pb2+形式存在，亚汞离子是以共价键结合的双聚离形式存在，亚汞离子是以共价键结合的双聚离子子+Hg:Hg+，故记为，故记为Hg22+。但两个汞离子间的键并。但两个汞离子间的键并不牢固，在水不牢固，在水溶液溶液中有如下的平衡：中有如下的平衡：Hg22
6、+= Hg2+ Hg 2. 难溶化合物难溶化合物 本组离本组离子子具有具有18或或18+2的电子外壳，所以都有很强的极的电子外壳，所以都有很强的极化作用和变形性，能同易变形的阴离子如化作用和变形性，能同易变形的阴离子如C1-、Br-、I-、CN-、CO32-、SO42-、PO43-等生成共价化合物，难溶于水，这些难等生成共价化合物，难溶于水，这些难化合物的溶解度随着阴离子变形性的增大而降低。化合物的溶解度随着阴离子变形性的增大而降低。 3. 络合物络合物 本组离子生成络合物的能力有很大差异。本组离子生成络合物的能力有很大差异。Ag+的络合能的络合能力很强，能同多种试剂生成络合物，其中在定性分析
7、中用得力很强，能同多种试剂生成络合物，其中在定性分析中用得较多的有较多的有Ag(NH3)2+、Ag(CN)2-、Ag(S2O3)23-等；等；Pb2+的络合的络合能力较差，在定性分析中较有意义的除一些螯合物外，能力较差，在定性分析中较有意义的除一些螯合物外，Pb(Ac)42-的生成常用于难溶铅盐的生成常用于难溶铅盐(PbSO4、BaSO4)的溶解；的溶解；Hg22+基本上没有很重要的无机络合物。基本上没有很重要的无机络合物。 本组本组离离子与组试剂子与组试剂HCl的反应为：的反应为： Ag+Cl-AgCl(白色凝乳状，遇光变紫、变黑白色凝乳状，遇光变紫、变黑) Hg22+2Cl-Hg2Cl2(
8、白色粉末状白色粉末状) Pb2+2C1-PbCl2(白色针状或片状结晶白色针状或片状结晶) 为了创造适宜的沉淀条件。我们需要注意以下为了创造适宜的沉淀条件。我们需要注意以下三个问题。三个问题。 AgC1和和Hg2C12的溶解度很小，可以在本组沉的溶解度很小，可以在本组沉淀完全，淀完全，PbCl2的溶解度较大，的溶解度较大，25时，在其饱和时，在其饱和溶液中每毫升可溶解溶液中每毫升可溶解11mg之多，而且随着温度升高，之多，而且随着温度升高，其溶解度显著增大其溶解度显著增大 第二组离子中，第二组离子中，Bi3+、Sb3+有较强的水解倾向，有较强的水解倾向，当溶液的酸度不够高时，它们生成碱当溶液的
9、酸度不够高时，它们生成碱式盐沉淀：式盐沉淀： Bi3+C1-+H2O=BiOCl+2H+ Sb3+Cl-+H2OSbOCl+2H+此种情况在溶液的酸度低于此种情况在溶液的酸度低于1.21.5mol/L时发生。时发生。为防止它们水解，应使上述平衡向左移。为此，要为防止它们水解，应使上述平衡向左移。为此，要保证溶液有足够的保证溶液有足够的H+浓度。浓度。本组组试剂所以采用本组组试剂所以采用HCl，就是考虑到它既含有，就是考虑到它既含有C1-，又含有防止水解所，又含有防止水解所需要的需要的H+。 本组氯化银沉淀很容易生成难以分离的胶性沉淀。为本组氯化银沉淀很容易生成难以分离的胶性沉淀。为防止此种现象
10、发生，防止此种现象发生，加入适当过量的沉淀剂，加入适当过量的沉淀剂，以便提供使胶以便提供使胶体凝聚的电解质。体凝聚的电解质。 综上所述，综上所述，本组氯化物沉淀的条件是：本组氯化物沉淀的条件是： 在室温下的酸性溶液中加入适当过量的在室温下的酸性溶液中加入适当过量的HCl。作为沉淀。作为沉淀剂使用的一般为剂使用的一般为6mol/LHCl。 本组离子以组试剂沉淀为氯化物后，首先，本组离子以组试剂沉淀为氯化物后，首先，PbCl2溶于溶于热水，而热水，而AgCl、Hg2Cl2不溶，据此可将铅与银和亚汞分开。不溶，据此可将铅与银和亚汞分开。其次，其次，AgC1溶于氨水，而溶于氨水，而Hg2Cl2不溶。它
11、们与氨水各自发不溶。它们与氨水各自发生以下的反应：生以下的反应： AgCl+2NH3Ag(NH3)2+C1+ Hg2C12+2NH3Hg(NH2)C1+Hg+NH4Cl借此可将银跟亚汞分开。借此可将银跟亚汞分开。 取分析试液，首先检查其取分析试液，首先检查其酸酸碱性，若为碱性，应以碱性，若为碱性，应以HNO3中和至微酸性，然后加入适当过量的盐酸。适宜的中和至微酸性，然后加入适当过量的盐酸。适宜的C1-浓度应为浓度应为0.5mol/L，而，而H+浓度应大于浓度应大于2.0mol/L。此时如有白。此时如有白色沉淀产生，表示本组存在。离心沉降，沉淀经色沉淀产生，表示本组存在。离心沉降，沉淀经1mol
12、/lHCl洗涤作本组分析。洗涤作本组分析。PbC12的溶解度随温度升高而显著增大，的溶解度随温度升高而显著增大，AgCl和和Hg2Cl2的溶解度很小，虽然温度升高时也成倍增加，但其绝的溶解度很小，虽然温度升高时也成倍增加，但其绝对重量仍然微不足道。因此在三种氯化物沉淀上加水并加热，对重量仍然微不足道。因此在三种氯化物沉淀上加水并加热，则则PbCl2溶解，可趁热将它分离。在此溶解，可趁热将它分离。在此Pb2+量很大时，则离量很大时，则离心液冷却后，即可析出心液冷却后，即可析出PbCl2的白色针状结晶；但的白色针状结晶；但Pb2+量不量不大时，白色结晶可能不会析出。此时以大时，白色结晶可能不会析出
13、。此时以HAc酸化溶液，酸化溶液，加加K2CrO4鉴定，如析出黄色鉴定，如析出黄色PbCrO4沉淀，示有铅。沉淀，示有铅。 分出分出PbCl2后的沉淀应以热水洗涤干净，然后后的沉淀应以热水洗涤干净，然后加入氨水，此时加入氨水，此时AgCl溶解，生成溶解，生成Ag(NH3)2+,分出后分出后另行鉴定。另行鉴定。Hg2Cl2与氨水作用，生成与氨水作用，生成HgNH2Cl+Hg，残渣变黑，表示汞的存在。残渣变黑，表示汞的存在。在分出的在分出的Ag(NH3)2+溶液中加入溶液中加入HNO3酸化，可酸化，可以重新得到以重新得到AgCl白色沉淀：白色沉淀： Ag(NH3)2+C1-+2H+AgCl+2NH
14、4+此现象说明有银的存在。此现象说明有银的存在。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 本组包括本组包括Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、Hg2+、As,、Sb,、Sn,等离子，称为铜锡组。它们的等离子，称为铜锡组。它们的共同特点是不被共同特点是不被HCl沉淀，但在沉淀，但在0.3mol/LHCl酸性溶酸性溶液中，可与液中，可与H2S生成硫化物沉淀。按本组分出的顺序，生成硫化物沉淀。按本组分出的顺序，称为第二组。按照所用的组试剂，称为硫化氢组。称为第二组。按照所用的组试剂，称为硫化氢组。 除
15、除Cu2+为蓝色外，其余均无色。铅、铋、铜、镉、为蓝色外，其余均无色。铅、铋、铜、镉、汞具有显著的金属性质，在水溶液中主要以金属离汞具有显著的金属性质，在水溶液中主要以金属离子形式存在；而砷、锑、锡等三种元素则表现出不子形式存在；而砷、锑、锡等三种元素则表现出不同程度的非金属性质。同程度的非金属性质。 它们在溶液中的主要存在形式，随酸碱环境而不同它们在溶液中的主要存在形式，随酸碱环境而不同，因而当泛指该元素的离子时，只标出其氧化数而，因而当泛指该元素的离子时，只标出其氧化数而不具体指明其存在形式。不具体指明其存在形式。 砷、锑、锡三种元素主要以阴离子形式存在于砷、锑、锡三种元素主要以阴离子形式
16、存在于溶液中。但由于存在下述平衡溶液中。但由于存在下述平衡 AsO33-+6H+As3+3H2O SbCl63-= Sb3+ 6C1- SnCl42-Sn2+4Cl-溶液中也或多或少地存在着简单阳离子，并能生成溶液中也或多或少地存在着简单阳离子，并能生成相应的硫化物相应的硫化物(如如SnS2、As2S3等等)，所以这些元素还，所以这些元素还是作为阳离子来研究。是作为阳离子来研究。 砷、锑、锡三元素的离子具有两种比较稳定的价砷、锑、锡三元素的离子具有两种比较稳定的价态，它们在分析上都具有重要的意义。例如，在沉淀态，它们在分析上都具有重要的意义。例如，在沉淀本组硫化物时，本组硫化物时，As的反应速
17、度较慢，必须采取相应的反应速度较慢，必须采取相应的措施将其还原为的措施将其还原为As。为了在组内更好地进行分离，。为了在组内更好地进行分离，将将Sn氧化为氧化为Sn是一般分析方案都采取的步骤。是一般分析方案都采取的步骤。 铜、汞也各有一价和二价阳离子，但铜、汞也各有一价和二价阳离子，但Cu+不够稳不够稳定，所以不作研究；定，所以不作研究；Hg+和和Hg2+都比较常见，后者是都比较常见，后者是前者的还原产物，己在第一组研究过。前者的还原产物，己在第一组研究过。Hg22+很容易被很容易被进一步还原，得到黑色的金属汞，故将进一步还原，得到黑色的金属汞，故将Hg22+还原为还原为Hg的反应常用于汞的鉴
18、定。铋的阳离子主要以的反应常用于汞的鉴定。铋的阳离子主要以Bi3+形形式存在。将式存在。将Bi3+还原为还原为Bi是铋的重要鉴定反应之一。是铋的重要鉴定反应之一。 本组离子都能生成多种络合物。其中最常见的本组离子都能生成多种络合物。其中最常见的是氯络离子是氯络离子,因而大量因而大量Cl-存在时可影响到各简单离存在时可影响到各简单离子的浓度。子的浓度。Cu2+、Cd2+都能生成氨合或氰合络离子都能生成氨合或氰合络离子Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、Cu(CN)42+、Cd(CN)42+ ，它们在它们在Cu2+、Cd2+的分离和鉴定上有很多应用。的分离和鉴定上有很多应用。Bi3+与与I
19、-生成黄色的碘合络离子生成黄色的碘合络离子BiI4-，用于铋的鉴定。，用于铋的鉴定。Hg2+与与I-无色碘合络离子无色碘合络离子HgI42-,它与它与KOH一起的溶一起的溶液，可用于液，可用于NH4+的鉴定，称为奈氏试剂。的鉴定，称为奈氏试剂。 本组与第三、四、五组本组与第三、四、五组的的分离，是基于硫化物分离，是基于硫化物溶解度的不同。溶解度的不同。本组硫化物可在本组硫化物可在0.3mol/LHCl酸性酸性溶浓中生成，而第三组硫化物的沉淀则要求更低的溶浓中生成，而第三组硫化物的沉淀则要求更低的酸度。第四、五组不生成硫化物沉淀。酸度。第四、五组不生成硫化物沉淀。 为了为了将将本组比较完全地同第
20、三组分开，我们需本组比较完全地同第三组分开，我们需要讨论以下几个问题。要讨论以下几个问题。第二组阳离子硫化物的溶度积比第三组阳离子第二组阳离子硫化物的溶度积比第三组阳离子硫化物的溶度积小得多。在实际分析中，第二组中硫化物的溶度积小得多。在实际分析中，第二组中较难沉淀的是较难沉淀的是CdS，它的溶度积也比第三组中溶度，它的溶度积也比第三组中溶度积最小的积最小的ZnS要小近十万倍。要小近十万倍。 Ksp(CdS)7.110-28 Ksp(ZnS)=1.210-23显然，沉淀第二组所需要的显然，沉淀第二组所需要的S2-浓度远远小于沉淀第浓度远远小于沉淀第三组所需要的。这就提供了一种可能性：控制三组所
21、需要的。这就提供了一种可能性：控制S2-的的浓度，使第二组硫化物沉淀，而第三组离子仍然可浓度，使第二组硫化物沉淀，而第三组离子仍然可以留在溶液中，从而将两组彼此分开。以留在溶液中，从而将两组彼此分开。 控制控制S2-浓度的方法，在于利用离子平衡的原理。浓度的方法，在于利用离子平衡的原理。在溶液中，在溶液中，S2-的浓度是由下述平衡决定的：的浓度是由下述平衡决定的： H+2S2-/H2S=K1K2=5.7l0-81.210-15=6.810-23 S2-6.810-23H2S/H+2 即硫离子浓度与氢离子浓度的平方成反比，调即硫离子浓度与氢离子浓度的平方成反比，调节溶液的酸度就可以达到控制硫离子
22、浓度的目的。节溶液的酸度就可以达到控制硫离子浓度的目的。 那么，那么，S2-浓度控制在多大时才能使第二组沉淀浓度控制在多大时才能使第二组沉淀完全，而第三组又不沉淀呢完全，而第三组又不沉淀呢?从理论上讲这是可以从理论上讲这是可以通过下列方法进行计算。通过下列方法进行计算。 事实上，沉淀本组硫化物的最适宜的酸度，是事实上，沉淀本组硫化物的最适宜的酸度，是通过实验方法测得的，分离第二、三组所需要的酸通过实验方法测得的，分离第二、三组所需要的酸度约为度约为0.3mol/LHCl，超过这个酸度，则第二组硫，超过这个酸度，则第二组硫化物便不能完全沉淀。相反，酸度太低不仅第三组化物便不能完全沉淀。相反，酸度
23、太低不仅第三组硫化物有可能沉淀，就是对于第二组中的砷、锑、硫化物有可能沉淀，就是对于第二组中的砷、锑、锡等硫化物沉淀也是很不利的。这是因为：锡等硫化物沉淀也是很不利的。这是因为： 1.它们只有在酸性环境中才能产生出生成硫化它们只有在酸性环境中才能产生出生成硫化物所必需的简单阳离子。以砷为例：物所必需的简单阳离子。以砷为例： AsO33-+6H+=As3+3H2O锑盐和锡盐的情况与此类似。锑盐和锡盐的情况与此类似。 2.在中性或碱性溶液中，上述三种离子同在中性或碱性溶液中，上述三种离子同S2-生生成硫代酸盐，而不是生成成硫代酸盐，而不是生成硫硫化物沉淀。化物沉淀。 所以，所以，在在0.3mol/
24、LHCl溶液中通溶液中通H2S，是分离第，是分离第二组与第三组的二组与第三组的最佳条件。最佳条件。 在冷的稀在冷的稀HCl溶液中，三价砷可以很快地同溶液中，三价砷可以很快地同H2S生生成成As2S3沉淀，而五价砷却并不宜接与沉淀，而五价砷却并不宜接与H2S生成生成As2S5沉沉淀，为了加速反应，可以把溶液加热或在溶液中加入淀，为了加速反应，可以把溶液加热或在溶液中加入I-，先使五价砷还原为三价砷：，先使五价砷还原为三价砷： AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O I-转变为转变为I2后，与后，与H2S反应还可再生出来：反应还可再生出来： I2+H2S2I-+2H+S 硫化物，
25、特别是硫化物，特别是IIB组硫化物生成胶体的倾向组硫化物生成胶体的倾向较大，为了防止这一现象发生，较大，为了防止这一现象发生，第一要保持溶液的第一要保持溶液的适当酸度适当酸度，以促进胶体的凝聚，以促进胶体的凝聚(这个目的在调节酸这个目的在调节酸度时即已达到度时即已达到)；第二硫化物沉淀要在热溶液中进第二硫化物沉淀要在热溶液中进行。行。其目的是促进胶体凝聚和加速五价砷的还原。其目的是促进胶体凝聚和加速五价砷的还原。 在本组内部分离时，在本组内部分离时，Sn与与Sn给分析带来给分析带来很大不便。为使很大不便。为使Sn全部转化全部转化Sn，可在通人，可在通人H2S之之前加前加H2O2将将Sn氧化为氧
26、化为Sn然后将过剩的然后将过剩的H2O2加热加热分解，以免以后与分解，以免以后与H2S发生作用。发生作用。 ： 1.在酸性时，在酸性时，Sn加加H2O2氧化氧化Sn,然后加热破然后加热破坏过量坏过量H2O2; 2.调节溶液中调节溶液中HCl浓度为浓度为0.3mol/L; 3.加入加入NH4I少许，少许，As还原还原As,(Sb也同时被也同时被还原为还原为Sb);加热，通加热，通H2S，冷却，将试液稀释，冷却，将试液稀释1倍，倍，再通再通H2S，至本组完全沉淀，至本组完全沉淀(使用硫代乙酰胺时最后使用硫代乙酰胺时最后应稀至酸度为应稀至酸度为0.1mol/L)。 1TAA的沉淀为均相沉淀的沉淀为均
27、相沉淀,故得到的晶形好故得到的晶形好,易易于分离和洗涤。于分离和洗涤。 2TAA在在90及酸性溶液中，可将及酸性溶液中，可将As(V)、Sb(V)还原为还原为As(III)、Sb(III)，故，故不需要加入不需要加入NH4I。 3 TAA在碱性溶液中，除可产生在碱性溶液中，除可产生S2外，还可外，还可产生一些多硫化物，可将产生一些多硫化物，可将Sn(II)氧化氧化Sn(IV)，故，故不不需要另加需要另加H2O2。 4.由于由于TAA提供的提供的S2浓度低，故此时沉淀的酸浓度低，故此时沉淀的酸度为度为0.2mol/LHCl。 本组包括由八种元素所形成的离子，为了分析本组包括由八种元素所形成的离子
28、，为了分析的方便、还可以把它们分成两个小组。的方便、还可以把它们分成两个小组。 分成小组的根据是本组硫化物的酸碱性不同。分成小组的根据是本组硫化物的酸碱性不同。铅、铋、铜、镉的硫化物属于碱性硫化物，它们不铅、铋、铜、镉的硫化物属于碱性硫化物，它们不溶于溶于NaOH、Na2S、(NH4)2S等碱性试剂，这些离子等碱性试剂，这些离子称为铜组称为铜组(IIA)，砷、锑、锡，砷、锑、锡(IV)的硫化物属于两性的硫化物属于两性硫化物，而且其酸性更为明显，因而能溶于上述几硫化物，而且其酸性更为明显，因而能溶于上述几种碱性试剂中，称为锡组种碱性试剂中，称为锡组(IIB)。汞的硫化物酸性较。汞的硫化物酸性较弱
29、，只能溶解在含有高浓度弱，只能溶解在含有高浓度S2-的试剂的试剂Na2S中。用中。用Na2S处理第二组硫化物时，处理第二组硫化物时，HgS属于属于IIB组；用组；用(NH4)2S处理时则用于处理时则用于IIA组。我们采用组。我们采用Na2S分离，分离，也可使用碱性也可使用碱性TAA加热来代替加热来代替Na2S。 在分出锡组后的沉淀中可能含有在分出锡组后的沉淀中可能含有PbS、Bi2S3、CuS和和CdS。沉淀用。沉淀用NH4Cl洗涤干净后，加洗涤干净后，加6mol/LHNO3加热溶解：加热溶解：3PbS+2NO3-+8H+=3Pb2+3S+2NO+4H2O Bi2S3+2NO3-+8H+=Bi
30、3+3S+2NO+4H2OCuS与与CdS的溶解反应与的溶解反应与PbS的溶解反应相似。的溶解反应相似。 在前述硝酸溶液中加入甘油溶液在前述硝酸溶液中加入甘油溶液(1:1)，然后再加过量，然后再加过量的浓的浓NaOH，这时只有，这时只有Cd(OH)2能够沉淀，其他三种离子因能够沉淀，其他三种离子因与甘油生成可溶性化合物而不被沉出。将与甘油生成可溶性化合物而不被沉出。将Cd(OH)2沉淀以稀沉淀以稀的甘油的甘油碱溶液洗净，溶于碱溶液洗净，溶于3mol/L HCl中，用水稀释，至酸中，用水稀释，至酸度约为度约为0.3mol/L，通人，通人H2S或加硫代乙酰胺，如有黄色或加硫代乙酰胺，如有黄色CdS
31、沉淀析出，示有沉淀析出，示有Cd2+。 Cu2+、Pb2+、Bi3+等能与甘油生成可溶性化合等能与甘油生成可溶性化合物。物。Cu2+与甘油的反应与甘油的反应的的反应产物为甘油铜，使溶反应产物为甘油铜，使溶液显蓝色。铅和铋的甘油化合物无色，其结构与甘液显蓝色。铅和铋的甘油化合物无色，其结构与甘油铜相似。取此溶液可分别鉴定铜、铅、铋。油铜相似。取此溶液可分别鉴定铜、铅、铋。 如溶液显蓝色，已证明有如溶液显蓝色，已证明有Cu2+存在。如蓝色存在。如蓝色不明显或无色，则取少许溶液以不明显或无色，则取少许溶液以HAc酸化，加酸化，加K4Fe(CN)6鉴定，红棕色沉淀示有鉴定，红棕色沉淀示有Cu2+ 2C
32、u2+Fe(CN)62-Cu2Fe(CN)6取前面得到的甘油碱溶液，以取前面得到的甘油碱溶液，以6mol/LHAc酸化，酸化，加加K2CrO4溶液，黄色溶液，黄色PbCrO4沉淀，示有沉淀，示有Pb2+。如。如在第一组中已检出在第一组中已检出Pb2+，则此处铅的鉴定可免。，则此处铅的鉴定可免。 取前述甘油碱溶液取前述甘油碱溶液(保持原来的碱性保持原来的碱性)滴加在新滴加在新配配制的制的Na2SnO2溶液中、生成黑色的金属铋溶液中、生成黑色的金属铋,示有示有Bi3+: 2Bi3+3SnO22-+6OH-=2Bi+2SnO32-+3H2O在用在用Na2S或碱性或碱性TAA溶出的本小组硫代酸盐溶溶出
33、的本小组硫代酸盐溶液中，逐滴加入液中，逐滴加入3mol/LHCl至呈酸性为止，这时硫至呈酸性为止，这时硫代酸盐被分解析出相应的硫化物：代酸盐被分解析出相应的硫化物： HgS22-+2H+=HgS+H2S 2AsS33-+6H+As2S3+ 3H2S 3SbS33-+6H+=Sb2S3+3H2S SnS32-+2H+SnS2+ H2S 与此同时，通常还会析出一些硫黄。这是因为与此同时，通常还会析出一些硫黄。这是因为Na2S很容易部分地被空气氧化为多硫化物，当它通很容易部分地被空气氧化为多硫化物，当它通到到H+时，便发生如下的分解：时，便发生如下的分解： Na2S2+2H+2Na+ H2S+S析出
34、的少量硫对锡组分析妨碍不大。，析出的少量硫对锡组分析妨碍不大。， 在上述硫化物沉淀上加在上述硫化物沉淀上加8mol/LHCl并加热，并加热，HgS与与As2S3不溶解，而锑和锡的硫化物则生成氯合不溶解，而锑和锡的硫化物则生成氯合离子而溶解：离子而溶解： Sb2S3+6H+12Cl-2SbCl63-+ 3H2S SnS2+4H+6Cl-SnCl62-+2 H2S 在上述分出锑和锡硫化物剩下的沉淀上加水在上述分出锑和锡硫化物剩下的沉淀上加水数 滴 洗 沉 淀 一 次 ， 然 后 于 沉 淀 上 加 过 量数 滴 洗 沉 淀 一 次 ， 然 后 于 沉 淀 上 加 过 量12%(NH4)2CO3溶液
35、，溶液，微热，此时微热，此时HgS(及及S)不溶，不溶，而而As2S3则按下式溶解：则按下式溶解： As2S3+3CO32-AsS33-+AsO33-+3CO2 经上述步骤分离后，如剩下黑色残渣，则初步经上述步骤分离后，如剩下黑色残渣，则初步说明有汞，但还需证实。将此残渣以王水说明有汞，但还需证实。将此残渣以王水(HNO3：HCl=1:3)溶解：溶解： 3HgS+2NO3-+12C1-+8H+=3HgC142- +3S+2NO+4H2O 然后加热然后加热5-8分钟，破坏过量的王水，再以分钟，破坏过量的王水，再以SnCl2鉴定：鉴定： SnCl2+2C1-SnCl42- 2HgC142-+SnC
36、l42-Hg2C12+SnCl62-+4C1- Hg2C12+SnCl42-2Hg+SnCl62-沉淀由白变灰黑，示有汞。如果王水沉淀由白变灰黑，示有汞。如果王水未未除净，则除净，则SnCl2可被王水氧化，此处将不能得到明确结果。可被王水氧化，此处将不能得到明确结果。取一部分用取一部分用(NH4)2CO3处理过的溶液，小心地处理过的溶液，小心地加加3mol/LHCl(防止大量气泡把溶液带出防止大量气泡把溶液带出)至呈酸性，至呈酸性，如有砷存在，生成黄色如有砷存在，生成黄色As2S3沉淀：沉淀： AsS33-+AsO33-+6H+As2S3+3H2O 取一部分分出汞、砷硫化物后的取一部分分出汞、
37、砷硫化物后的8mol/LHCl溶溶液，用无锈的铁丝液，用无锈的铁丝(或铁粉或铁粉)将将Sn还原为还原为Sn： SnCl62-+FeSnCl42-+Fe2+2C1-在所得溶液中加入在所得溶液中加入HgCl2溶液，锡存在时可发生下溶液，锡存在时可发生下列反应：列反应： SnCl42-+2HgCl2Hg2Cl2+SnCl62- SnCl42-+Hg2Cl2=2Hg+SnCl62-灰色的灰色的Hg2Cl2+Hg或黑色的或黑色的Hg沉淀，示有锡。沉淀，示有锡。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电
38、气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 本组包括由本组包括由7种元素形成的种元素形成的8种离子：种离子：Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+，称为铁组，它们的氯化物溶于水，硫，称为铁组，它们的氯化
39、物溶于水，硫化物也不能在化物也不能在0.3 mol/LHCl溶液中生成，只溶液中生成，只能在能在NH3+NH4Cl的存在下与的存在下与(NH4)2S生成硫生成硫化物或氢氧化物沉淀，按分组顺序称为第三化物或氢氧化物沉淀，按分组顺序称为第三组。按所用组试剂称为硫化铵组。组。按所用组试剂称为硫化铵组。 常见阳离子中带有颜色的，除常见阳离子中带有颜色的，除Cu2+以外，其余以外，其余都集中到本组，而本组中只有都集中到本组，而本组中只有Al3+和和Zn2+无色。表无色。表2-4列举了本组离子在不同存在形式时的颜色。这列举了本组离子在不同存在形式时的颜色。这些颜色可以帮助我们对于未知物中存在某种离子作些颜
40、色可以帮助我们对于未知物中存在某种离子作出一些预测。当然，也不应忽略，当离子含量很少出一些预测。当然，也不应忽略，当离子含量很少或不同的颜色发生互补现象时，溶液虽然无色也不或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。能排除有色离子的存在。 本组除锌、铝之外，其余处于周期系后几族的本组除锌、铝之外，其余处于周期系后几族的元素，都有两种以上的价态，如元素，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。等。 以以NaOH沉淀沉淀Co(OH)2时，因它的溶解度较大，时，因它的溶解度较大，且容易被过量的
41、且容易被过量的NaOH部分溶解为部分溶解为HCoO2-，所以沉，所以沉淀不完全。为使沉淀完全，一般都将淀不完全。为使沉淀完全，一般都将Co(OH)2氧化氧化为为Co(OH)3。Co(OH)2很容易被氧化，甚至放置在很容易被氧化，甚至放置在空气中都可逐渐转变为空气中都可逐渐转变为Co(OH)3。在实验条件下，。在实验条件下，通常是加通常是加H2O2作为氧化剂：作为氧化剂： 2Co(OH)2+Na2O2+2H2OCo(OH)3+2Na+2OH- 但在加酸溶解但在加酸溶解Co(OH)3时，最好同时加入还原时，最好同时加入还原剂以促进溶解。这是因为在酸性条件下，剂以促进溶解。这是因为在酸性条件下，Co
42、3+不如不如Co2+稳定。稳定。 Mn2+在稀溶液中在稀溶液中接接近五色，而近五色，而MnO4-却有鲜明的紫红却有鲜明的紫红色，且灵敏度很高。利用这一性质，可将色，且灵敏度很高。利用这一性质，可将Mn2+氧化为氧化为MnO4-而加以鉴定。而加以鉴定。 Cr3+的鉴定方法之一，是先在碱性溶液中将它氧化为黄色的鉴定方法之一，是先在碱性溶液中将它氧化为黄色的的CrO42-，然后再在酸性溶液中进一步氧化为蓝色的过氧化，然后再在酸性溶液中进一步氧化为蓝色的过氧化铬铬CrO5。这是铬比较特效的试法。这是铬比较特效的试法。 本组离子形成络离子的能力较强。这一性质对本组某本组离子形成络离子的能力较强。这一性质
43、对本组某些离子的分离和鉴定有很大的方便。例如以氨水为试剂，利些离子的分离和鉴定有很大的方便。例如以氨水为试剂，利用形成氨合络离子的反应，可以将用形成氨合络离子的反应，可以将Co(NH3)62+、Ni(NH3)62+、Zn(NH3)42+等跟其他形成难溶氢氧化物分离，利用与等跟其他形成难溶氢氧化物分离，利用与NH4SCN形成有色络合物的性质可以鉴定形成有色络合物的性质可以鉴定Fe3+和和Co2+等。等。 本组组试剂为本组组试剂为NH3+NH4C1存在下的存在下的(NH4)2S。本组离子与组试剂作用时有的生成硫化物，有的生本组离子与组试剂作用时有的生成硫化物，有的生成氢氧化物：成氢氧化物： Fe2
44、+S2-FeS(黑黑) 2Fe3+3S2-Fe2S3(黑黑) Mn2+S2-MnS(肉色肉色) Zn2+S2-ZnS(白白) Co2+S2-CoS(黑黑) Ni2+S2-NiS(黑黑) 2A13+3S2-+6H2O2A1(OH)3(白白)+3H2S 2Cr3+3S2-+6H2O2Cr(OH)3(灰绿灰绿)+3H2S铝、铬生成氢氧化物的原因是它们的氢氧化物溶解铝、铬生成氢氧化物的原因是它们的氢氧化物溶解度很小，当溶液一旦变成微碱性时，它们既会以氢度很小，当溶液一旦变成微碱性时，它们既会以氢氧化物形式沉出。氧化物形式沉出。 为了使本组沉淀完全，同第四组分为了使本组沉淀完全，同第四组分离离需要注意：
45、需要注意：A1(OH)3和和Cr(OH)3都属于两性氢氧化物，酸都属于两性氢氧化物，酸度高时沉淀不完全，太低又容易形成偏酸盐而溶解。度高时沉淀不完全，太低又容易形成偏酸盐而溶解。 另一方面，第四组的另一方面，第四组的Mg2+在在pH=10.7时也开始时也开始析出析出Mg(OH)2沉淀。综合以上情况，沉淀本组的最沉淀。综合以上情况，沉淀本组的最适宜酸度约为适宜酸度约为pH9。 但是，仅仅把溶液的但是，仅仅把溶液的pH调到调到9还是不行的，因还是不行的，因为在反应过程中还有为在反应过程中还有H+生成，会使生成，会使pH降低。为保降低。为保持持pH9，应加入氨水和，应加入氨水和NH4C1，以构成缓冲
46、体系。，以构成缓冲体系。 一般硫化物都有形成胶体的倾向，而以一般硫化物都有形成胶体的倾向，而以NiS为为最强。它甚至可形成暗褐色溶胶，根本无法分离。最强。它甚至可形成暗褐色溶胶，根本无法分离。为防止这一现象，除加入为防止这一现象，除加入NH4C1外，还须将溶液加外，还须将溶液加热，以促使胶体凝聚。热，以促使胶体凝聚。 如果在氨性溶液中加入硫代乙酰胺以代替如果在氨性溶液中加入硫代乙酰胺以代替(NH4)2S作为沉淀剂，则由于沉淀是在均相中缓慢作为沉淀剂，则由于沉淀是在均相中缓慢生成的，所以一般不会产生胶体现象。生成的，所以一般不会产生胶体现象。 综合上述，本组的沉淀条件是：在综合上述，本组的沉淀条
47、件是：在NH3NH4Cl存在下，向已加热的试液中加入存在下，向已加热的试液中加入(NH4)2S。若。若使用使用TAA作沉淀剂，则应在作沉淀剂，则应在NH3-NH4Cl存在下加存在下加TAA，然后加热，然后加热10min。 第四讲 第二章 定性分析 4-20 表表2-4 第三组离子不同存在形式的颜色第三组离子不同存在形式的颜色 元素元素 Fe Al Cr Mn Zn Co Ni存在形式存在形式水合离子水合离子 Fe2+(淡绿淡绿) Al3+ Cr3+ Mn2+ Zn2+ Co2+ Ni2+ Fe3+(黄棕黄棕) (无色无色) (灰绿灰绿) (浅粉浅粉) (无色无色) (粉红粉红) (翠绿翠绿)
48、氯络离子氯络离子 FeCl2+(黄黄) CrCl2+(绿绿) CoCl42-(有特征有特征 CrCl2+(绿绿) (蓝蓝)颜色者颜色者)含氧酸根含氧酸根 AlO2- CrO42-(黄黄) MnO42-(绿绿) ZnO22- (无色无色) Cr2O72-(橙橙) MnO4-(紫红紫红) (无色无色)变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 本组包括本组包括Ca2+、B
49、a2+、Mg2+三三种离子，称为钙种离子，称为钙组组。按照本组分出的顺序称为第四组。按照本组分出的顺序称为第四组。 本组离子的主要性质如下：本组离子的主要性质如下：本组离子的价态稳定，而且每种离子只有一种本组离子的价态稳定，而且每种离子只有一种价态，所以它们在水溶液中很难发生氧化还原反应。价态，所以它们在水溶液中很难发生氧化还原反应。它们的金属都是很强的还原剂，因而其离子在水溶它们的金属都是很强的还原剂，因而其离子在水溶液中不被还原性金属液中不被还原性金属(如如Zn)还原。还原。 本组二价离子有较多的难溶化合物，如碳酸盐、本组二价离子有较多的难溶化合物，如碳酸盐、铬酸盐、硫酸盐、草酸盐和磷酸盐
50、铬酸盐、硫酸盐、草酸盐和磷酸盐 本组离子生成络合物的倾向很小：主要是与氨本组离子生成络合物的倾向很小：主要是与氨羧络合剂，如与羧络合剂，如与EDTA生成的螯合物常用于掩蔽和生成的螯合物常用于掩蔽和定量之用。定量之用。Ba2+、Sr2+与玫瑰红酸钠试剂生成的螯与玫瑰红酸钠试剂生成的螯合物为红棕色沉淀，用于这两种离子的鉴定。合物为红棕色沉淀，用于这两种离子的鉴定。Ca2+与乙二醛双缩与乙二醛双缩(2-羟基苯胺羟基苯胺)(GBHA)生成的红色螯合生成的红色螯合物，可用于鉴定物，可用于鉴定Ca2+。借助。借助Ca2+能与能与SO42-生成生成Ca(SO4)22-络离子络离子,可用于可用于Ca2+与与B