未知固体样品的分析——阳离子的分离与鉴定.
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华东理工大学
East China University of Science And Technology
未知固体样品的分析 ——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
阳离子分析是要确定阳离子的组成。 鉴定阳离子时由于常常受到干扰，故阳离 子分析常为先分离，再鉴定。 分离：常采用沉淀分离法。
HNO3，NaBiO3(s)
K3[Fe (CN)6] (1)K4[Fe (CN)6 (2) KSCN KSCN (饱和), 丙酮 K4[Fe (CN)6]
紫红色(MnO4-)
蓝色沉淀(K[Fe (CN)6 Fe]) 蓝色沉淀(K[Fe (CN)6 Fe]) 血红色([Fe (SCN)n]3-n ) 丙酮中呈蓝色([Co (SCN)4]2-) 红棕色沉淀(Cu2 [Fe (CN)6])
硫化铵组
（FeS、MnS、CoS、 Al(OH) 3、Cr(OH) 3）
易溶组溶液
两酸三碱沉淀分离法
两酸：HCl、H2SO4 组试剂 三碱：NH3 H2O、NaOH、(NH4)2S
阳离子样品： NH4+，Mg2+, Ca2+, Ba2+, Al3+, Sn2+, Pb2+,
Cr3+ ,Mn2+, Fe3+, Co2+, Cu2+等离子。 分组情况 第一组：盐酸组 第二组：硫酸组 第三组：氨合物组 第四组：易溶组 第五组：两性组 第六组：氢氧化物组
使[OH-] 适当，防 止形成Mg(OH)2↓
沉淀 PbSO4 CaSO4 BaSO4
溶液: Mg2 + Cu(NH3)42+ Co(NH3)63+
沉淀 Al(OH)3 Sn(OH)4 Sb(OH)5 Cr(OH)3 Fe(OH)3 MnO(OH)2
3% H2O2 3-4d 6 molL1 NaOH 15d 沸水中加热搅拌3-5min(赶去多余H2O2） 离心分离
三. 实验步骤
阳离子样品为含NH4+,Mg2+, Ca2+, Ba2+,
Al3+, Sn2+, Pb2+, Sb3+, Cr3+ ,Mn2+, Fe3+, Co2+,
Cu2+离子中的若干种离子配制成的固体。
1．溶解性试验：
取样：火柴头大小固体样品
溶剂 溶解试验 H2O HCl HCl 浓 HNO3 HNO3 浓
CH3CSNH2(TAA)
溶液 Mg2 +
沉淀 CuS CoS
溶液 AlO2、CrO42 SbO43- 、 SnO32-
沉淀 Fe (OH)3 MnO(OH)2
CH3CSNH2(TAA)代替(NH4)2S
离子鉴定
离子 鉴定试剂 现象及产物
Mg2+
Ca2+ Ba2+ Al3+ Sn2+ Pb2+ Cr3+
Pb2+ Pb2+、 Ca2+、Ba2+ Cu2+，Co2+ Mg2+ Al3+、Cr3+、Sn2+、 Sb3+ Fe3+， Mn2+
阳离子分组
HCl
溶液
H2SO4
沉淀 PbCl2 沉淀 PbSO4 CaSO4 BaSO4 沉淀
NaOH，H2O2
溶液
NH3 H2O
溶液 Cu(NH3)42+ Mg2 +、Co(NH3)63+
3mol· l-1HAc PH= 4～5 K2CrO4 BaCrO4 ↓
溶液 [PbAc]+ 0.1 molL1 K2CrO4 2-3d 黄色沉淀(PbCrO4)并溶 于6molL -1 NaOH 溶 液 [PbAc]＋＋CrO42- = PbCrO4
溶液 （弃）
溶液
饱和(NH4)2C2O4 CaC2O4↓
溶液: CrO42
溶液弃
沉淀: Al(OH)3、H2SnO3、H3SbO4
3mol· l-1NH4Cl 2d 浓NH3· H2O 2d TAA
试液2d 3% H2O22-3d 乙醚 6molL1HNO3 酸化(pH=1-2) 乙醚层显深蓝色 有Cr3+
Cr 3 3OH Cr (OH )3 Cr (OH )3 OH CrO2 2 H 2O 2CrO2 3H 2O2 2OH 2CrO4 2 4 H 2O 2CrO4 2 2 H Cr2O7 2 H 2O Cr2O7 2 4 H 2O2 2 H 2CrO5 5H 2O
A．外表观察
样品：颜色、晶形、光泽、潮解、风化等。
B．溶解性试验：
溶剂：H2O、稀HCl、浓HCl、稀HNO3、 浓HNO3、王水等 溶解要求：澄清透明 溶解原则：先稀后浓，先冷后热
离子的分离
分离的要求：简捷、迅速、能分清 分类：系统分离分析 个别分离分析 阳离子系统分离分析 阴离子系统分离分析
阳离子的分组分离：
鉴定反应的条件
A、溶液的酸碱度
B、反应的温度
C、反应物的浓度 D、共存物质及介质的影响 E、空白试验与对照试验
空白试验：检查试剂、蒸馏水或器皿中是 否存在微量的待测离子，说明有否“过度 检出”现象。 蒸馏水 同样条件下 待检试液 对照试验：检查试剂是否失效，反应条件是 否控制恰当等，说明有否“漏检”的现象。 已知离子 同样条件下 待检测液
四、注意事项
① 严格操作，沉淀要完全，沉淀与溶液
要分离清，沉淀要洗涤干净。
② 严格控制试剂的用量与浓度。 ③ 严格控制温度与加热时间。 ④ 排除干扰离子。 ⑤防止离子“失落”和“过度检出”。
⑥空白试验及对照试验。
鉴定Mg2+时需赶氨。
五、结果
xx号样品：阳离子种类 结果当场上交，失落一个离子 或过度检出一个离子均扣10分。
常见的阳离子的分组分离系统 A．硫化氢系统分组分析法 B．两酸两碱系统分组分析法
硫化氢系统分离法
阳离子混合液，预检 NH4+、Fe3+
控制H+=0.3mol· L-1， +5％硫代乙酰胺（CH2CSNH2）
H2S组
（PbS、CuS、 Sb2S3、SnS2）
易溶组及硫化铵组离子
+NH4Cl+NH3H2O +5％CH2CSNH2
沉淀: Al(OH)3
H2SO4酸化
溶液: SnS32、SbS43-
鉴定Al3+
试液数滴，铝试剂2d， 6 mol· L1 NH3.H2O 至弱碱性，搅拌，沸 水浴中加热
红色絮状↓ 有Al3+
溶液: SnS32、SbS432molL-1 HCl pH≈3,离心分离 Sb2S3,SnS2 浓HCl，加热赶去H2S SbCl63-,SnCl62-
离心液1-2d +6molL-1HNO3 ＋少量NaBiO3固体 搅拌,加热 离心沉降
离心液1d 饱和NH4SCN
紫红色溶液 有Mn2+
红色溶液 有Fe3+
2Mn2 5NaBiO3 14H 7MnO4 5Na 5Bi3 7H2O
Fe3 KSCN K3 Fe(SCN ) 6
BACK
溶液：Mg2 + 、Cu(NH3)42+ 、Co(NH3)63+
试液15d，沸水浴中加热 TAA 5-6滴，搅拌 加热 沉淀凝聚继续，加热3-5min 离心分离
溶液：Mg2+ 赶NH4 鉴定Mg2+ 试液数滴 镁试剂 6molL1 NaOH 至强碱性,搅拌 天蓝色沉淀 有Mg2+
+
沉淀：CuS、CoS
镁试剂，NaOH
(NH4)2C2O4 K2CrO4 铝试剂，NH3•H2O HgCl2 K2CrO4 NaOH，H2O2， HNO3，乙醚
天蓝色沉淀
白色沉淀 黄色沉淀 红色絮状沉淀 白灰黑 黄色沉淀（ PbCrO4 ） 乙醚层中呈深蓝色(CrO5 )
Mn2+
Fe2+ Fe3+ Co2+ Cu2+
鉴定Sb3+ 锡片 锡片有黑斑 示有Sb3+
鉴定Sn2+
加Mg条 离心分离
取清液
HgCl2
白黑示有Sn2+
BACK
沉淀：Fe (OH)3、MnO(OH)2
MnO(OH )2 Mn2 O2
H 2O2 H
3 molL1 H2SO4 10滴 3% H2O22-3滴 搅拌 加热3-5min 离心分离
溶液: AlO2-、CrO42 SnO32、SbO43-
沉淀：Fe (OH)3 MnO(OH)2
沉淀 PbSO4 、CaSO4、BaSO4 PbSO4+Ac
-
=[PbAc]+
饱和NH4Ac 5d，△，趁热离心分离 沉淀 CaSO4、BaSO4 饱和Na2CO3 10d △沸水浴 沉淀 CaCO3、BaCO3
鉴定：采用特征反应。
未知固体样品：含有NH4+,Mg2+, Ca2+, Ba2+, Al3+,
Sn2+, Pb2+, Sb3+, Cr3+ ,Mn2+, Fe3+, Co2+, Cu2+等离子。
未知样品分析的一般步骤： ①外表观察及溶解性试验； ②分析试液的制备； ③离子的分析； ④结论。
外表观察及溶解性试验
6molL1
6molL1
2．试液制备：
取3个火柴头大小固体样品，加酸溶解， 加水制成1mL试液。
玻棒摩擦管壁 搅拌并加乙醇
阳离子试液20滴
检验NH4+
6molL1 H2SO4，95% 乙 醇 4-5d，至沉淀完全
溶液
3 molL1NH4Cl 2d 3% H2O2 3-4d 浓NH3.H2O(pH=9-10)， 水浴加热，搅拌， 浓NH3.H2O 过量4-5d，再加热 )42+ 、Co(NH3)63+ 鉴定Co2+
试液2-3d
鉴定Cu2+
试液2-3d HAc酸化 K4[Fe(CN)6] 1-2d
SnCl2 2-3d 丙酮 5-6d 饱和NH4SCN 2-3d
红棕色沉 淀 有Cu2+
有机层显蓝色 有Co2+
溶液: AlO2-、CrO42、SnO32、SbO43H2SO4酸化 NH3· H2O碱化
East China University of Science And Technology
未知固体样品的分析 ——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
阳离子分析是要确定阳离子的组成。 鉴定阳离子时由于常常受到干扰，故阳离 子分析常为先分离，再鉴定。 分离：常采用沉淀分离法。
HNO3，NaBiO3(s)
K3[Fe (CN)6] (1)K4[Fe (CN)6 (2) KSCN KSCN (饱和), 丙酮 K4[Fe (CN)6]
紫红色(MnO4-)
蓝色沉淀(K[Fe (CN)6 Fe]) 蓝色沉淀(K[Fe (CN)6 Fe]) 血红色([Fe (SCN)n]3-n ) 丙酮中呈蓝色([Co (SCN)4]2-) 红棕色沉淀(Cu2 [Fe (CN)6])
硫化铵组
（FeS、MnS、CoS、 Al(OH) 3、Cr(OH) 3）
易溶组溶液
两酸三碱沉淀分离法
两酸：HCl、H2SO4 组试剂 三碱：NH3 H2O、NaOH、(NH4)2S
阳离子样品： NH4+，Mg2+, Ca2+, Ba2+, Al3+, Sn2+, Pb2+,
Cr3+ ,Mn2+, Fe3+, Co2+, Cu2+等离子。 分组情况 第一组：盐酸组 第二组：硫酸组 第三组：氨合物组 第四组：易溶组 第五组：两性组 第六组：氢氧化物组
使[OH-] 适当，防 止形成Mg(OH)2↓
沉淀 PbSO4 CaSO4 BaSO4
溶液: Mg2 + Cu(NH3)42+ Co(NH3)63+
沉淀 Al(OH)3 Sn(OH)4 Sb(OH)5 Cr(OH)3 Fe(OH)3 MnO(OH)2
3% H2O2 3-4d 6 molL1 NaOH 15d 沸水中加热搅拌3-5min(赶去多余H2O2） 离心分离
三. 实验步骤
阳离子样品为含NH4+,Mg2+, Ca2+, Ba2+,
Al3+, Sn2+, Pb2+, Sb3+, Cr3+ ,Mn2+, Fe3+, Co2+,
Cu2+离子中的若干种离子配制成的固体。
1．溶解性试验：
取样：火柴头大小固体样品
溶剂 溶解试验 H2O HCl HCl 浓 HNO3 HNO3 浓
CH3CSNH2(TAA)
溶液 Mg2 +
沉淀 CuS CoS
溶液 AlO2、CrO42 SbO43- 、 SnO32-
沉淀 Fe (OH)3 MnO(OH)2
CH3CSNH2(TAA)代替(NH4)2S
离子鉴定
离子 鉴定试剂 现象及产物
Mg2+
Ca2+ Ba2+ Al3+ Sn2+ Pb2+ Cr3+
Pb2+ Pb2+、 Ca2+、Ba2+ Cu2+，Co2+ Mg2+ Al3+、Cr3+、Sn2+、 Sb3+ Fe3+， Mn2+
阳离子分组
HCl
溶液
H2SO4
沉淀 PbCl2 沉淀 PbSO4 CaSO4 BaSO4 沉淀
NaOH，H2O2
溶液
NH3 H2O
溶液 Cu(NH3)42+ Mg2 +、Co(NH3)63+
3mol· l-1HAc PH= 4～5 K2CrO4 BaCrO4 ↓
溶液 [PbAc]+ 0.1 molL1 K2CrO4 2-3d 黄色沉淀(PbCrO4)并溶 于6molL -1 NaOH 溶 液 [PbAc]＋＋CrO42- = PbCrO4
溶液 （弃）
溶液
饱和(NH4)2C2O4 CaC2O4↓
溶液: CrO42
溶液弃
沉淀: Al(OH)3、H2SnO3、H3SbO4
3mol· l-1NH4Cl 2d 浓NH3· H2O 2d TAA
试液2d 3% H2O22-3d 乙醚 6molL1HNO3 酸化(pH=1-2) 乙醚层显深蓝色 有Cr3+
Cr 3 3OH Cr (OH )3 Cr (OH )3 OH CrO2 2 H 2O 2CrO2 3H 2O2 2OH 2CrO4 2 4 H 2O 2CrO4 2 2 H Cr2O7 2 H 2O Cr2O7 2 4 H 2O2 2 H 2CrO5 5H 2O
A．外表观察
样品：颜色、晶形、光泽、潮解、风化等。
B．溶解性试验：
溶剂：H2O、稀HCl、浓HCl、稀HNO3、 浓HNO3、王水等 溶解要求：澄清透明 溶解原则：先稀后浓，先冷后热
离子的分离
分离的要求：简捷、迅速、能分清 分类：系统分离分析 个别分离分析 阳离子系统分离分析 阴离子系统分离分析
阳离子的分组分离：
鉴定反应的条件
A、溶液的酸碱度
B、反应的温度
C、反应物的浓度 D、共存物质及介质的影响 E、空白试验与对照试验
空白试验：检查试剂、蒸馏水或器皿中是 否存在微量的待测离子，说明有否“过度 检出”现象。 蒸馏水 同样条件下 待检试液 对照试验：检查试剂是否失效，反应条件是 否控制恰当等，说明有否“漏检”的现象。 已知离子 同样条件下 待检测液
四、注意事项
① 严格操作，沉淀要完全，沉淀与溶液
要分离清，沉淀要洗涤干净。
② 严格控制试剂的用量与浓度。 ③ 严格控制温度与加热时间。 ④ 排除干扰离子。 ⑤防止离子“失落”和“过度检出”。
⑥空白试验及对照试验。
鉴定Mg2+时需赶氨。
五、结果
xx号样品：阳离子种类 结果当场上交，失落一个离子 或过度检出一个离子均扣10分。
常见的阳离子的分组分离系统 A．硫化氢系统分组分析法 B．两酸两碱系统分组分析法
硫化氢系统分离法
阳离子混合液，预检 NH4+、Fe3+
控制H+=0.3mol· L-1， +5％硫代乙酰胺（CH2CSNH2）
H2S组
（PbS、CuS、 Sb2S3、SnS2）
易溶组及硫化铵组离子
+NH4Cl+NH3H2O +5％CH2CSNH2
沉淀: Al(OH)3
H2SO4酸化
溶液: SnS32、SbS43-
鉴定Al3+
试液数滴，铝试剂2d， 6 mol· L1 NH3.H2O 至弱碱性，搅拌，沸 水浴中加热
红色絮状↓ 有Al3+
溶液: SnS32、SbS432molL-1 HCl pH≈3,离心分离 Sb2S3,SnS2 浓HCl，加热赶去H2S SbCl63-,SnCl62-
离心液1-2d +6molL-1HNO3 ＋少量NaBiO3固体 搅拌,加热 离心沉降
离心液1d 饱和NH4SCN
紫红色溶液 有Mn2+
红色溶液 有Fe3+
2Mn2 5NaBiO3 14H 7MnO4 5Na 5Bi3 7H2O
Fe3 KSCN K3 Fe(SCN ) 6
BACK
溶液：Mg2 + 、Cu(NH3)42+ 、Co(NH3)63+
试液15d，沸水浴中加热 TAA 5-6滴，搅拌 加热 沉淀凝聚继续，加热3-5min 离心分离
溶液：Mg2+ 赶NH4 鉴定Mg2+ 试液数滴 镁试剂 6molL1 NaOH 至强碱性,搅拌 天蓝色沉淀 有Mg2+
+
沉淀：CuS、CoS
镁试剂，NaOH
(NH4)2C2O4 K2CrO4 铝试剂，NH3•H2O HgCl2 K2CrO4 NaOH，H2O2， HNO3，乙醚
天蓝色沉淀
白色沉淀 黄色沉淀 红色絮状沉淀 白灰黑 黄色沉淀（ PbCrO4 ） 乙醚层中呈深蓝色(CrO5 )
Mn2+
Fe2+ Fe3+ Co2+ Cu2+
鉴定Sb3+ 锡片 锡片有黑斑 示有Sb3+
鉴定Sn2+
加Mg条 离心分离
取清液
HgCl2
白黑示有Sn2+
BACK
沉淀：Fe (OH)3、MnO(OH)2
MnO(OH )2 Mn2 O2
H 2O2 H
3 molL1 H2SO4 10滴 3% H2O22-3滴 搅拌 加热3-5min 离心分离
溶液: AlO2-、CrO42 SnO32、SbO43-
沉淀：Fe (OH)3 MnO(OH)2
沉淀 PbSO4 、CaSO4、BaSO4 PbSO4+Ac
-
=[PbAc]+
饱和NH4Ac 5d，△，趁热离心分离 沉淀 CaSO4、BaSO4 饱和Na2CO3 10d △沸水浴 沉淀 CaCO3、BaCO3
鉴定：采用特征反应。
未知固体样品：含有NH4+,Mg2+, Ca2+, Ba2+, Al3+,
Sn2+, Pb2+, Sb3+, Cr3+ ,Mn2+, Fe3+, Co2+, Cu2+等离子。
未知样品分析的一般步骤： ①外表观察及溶解性试验； ②分析试液的制备； ③离子的分析； ④结论。
外表观察及溶解性试验
6molL1
6molL1
2．试液制备：
取3个火柴头大小固体样品，加酸溶解， 加水制成1mL试液。
玻棒摩擦管壁 搅拌并加乙醇
阳离子试液20滴
检验NH4+
6molL1 H2SO4，95% 乙 醇 4-5d，至沉淀完全
溶液
3 molL1NH4Cl 2d 3% H2O2 3-4d 浓NH3.H2O(pH=9-10)， 水浴加热，搅拌， 浓NH3.H2O 过量4-5d，再加热 )42+ 、Co(NH3)63+ 鉴定Co2+
试液2-3d
鉴定Cu2+
试液2-3d HAc酸化 K4[Fe(CN)6] 1-2d
SnCl2 2-3d 丙酮 5-6d 饱和NH4SCN 2-3d
红棕色沉 淀 有Cu2+
有机层显蓝色 有Co2+
溶液: AlO2-、CrO42、SnO32、SbO43H2SO4酸化 NH3· H2O碱化