大学无机化学与分析化学实验-13 常见阳离子的分离与鉴定-第II组阳离子
常见阳离子的分离与鉴定(一)
IV，V组 Al(OH)3 MnS Cr(OH)3 CoS Fe2S3 NiS FeS ZnS
NH3+NH4Cl,(NH4)2CO3
硫化氢组 III组
硫化铵组
BaCO3 SrCO3 CaCO3
Mg2+ K+ Na+ NH4+
IV 组
碳酸铵组
V组
可溶组
实验内容（1）
2
Ag2S 黑
与H2S或(NH4)2S反应
PbS 黑 CuS CdS 黑 黄 Bi2S3 褐
溶于热HNO3
（一）在～0.3M HCl溶液中通入H2S，能生成沉淀 Hg HgS ＋ Hg 黑 的有： ~0.3MHCl 溶于王水
2+
Hg2+
As(V) As3+ Sb(V) Sb3+ Sn4+ Sn2+
H2S
浓NaOH 空气中O2
少量生成FeO2-
Fe
（二）生成氢氧化物、氧化物或碱式盐沉淀 Mn2+ Mn(OH)2 NaOH ，不溶于过量 NaOH 的有： Cd2+ Cd(OH) 2 白
Ag+ Hg2+ Hg22+ Co2+ Ni2+
Ag2O 褐 HgO 黄 Hg2O 黑
Fe(OH)2 浅绿
Fe(OH)3 红棕 空气中O2 浅粉红色 MnO(OH)2 棕褐
实验内容（2）
二、p区和ds区部分金属离子的鉴定
1. Al3+： Al3++
红色↓
（铝试剂）
4. Sb3+：
Sb3+ +4H+ +6Cl- +2NO2- =[SbCl6]- +2NO+2H2O + 紫色溶液
常见阳离子的分离与鉴定二实验报告
常见阳离子的分离与鉴定二实验报告一、实验目的1、了解常见阳离子的溶解特性；2、熟悉常见阳离子的分离与鉴定的方法；3、巩固常见阳离子的溶解特性，以便于进行实验中的鉴别、分离及分析；二、实验原理阳离子是指带有正电荷的离子，如钠离子（Na+）、钾离子（K+）、氯离子（Cl-）、铵离子（NH4+）等。
阳离子有着不同的电荷，溶解度和溶质的类型不同，因此，可以根据不同的溶解特性将其分离、鉴定出来。
本实验利用沉淀反应、氯化物气体滴定以及媒质对组成离子的影响，结合实验室常见阳离子的特性，在模拟实验中进行阳离子的分离与鉴定。
三、实验材料1、2.0 mol/L的NaCl溶液、KCl溶液、NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液；2、2.0mol/L溴代乙酸溶液；3、分光光度计；4、蒸馏水；5、吸管、放大器、烧杯及烧瓶等实验用具；四、实验步骤1、将2.0mol/L NaCl溶液、KCl溶液、NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液分别放入4个烧杯中；2、将2.0mol/L溴代乙酸溶液分别加入到4个烧杯中，观察气体的产生及沉淀反应；3、将沉淀反应结束后的物质加入蒸馏水中，然后充分搅拌；4、用分光光度计测定各烧杯中溶液的溶氧量；5、根据溶氧量的结果，鉴定出阳离子的种类；六、实验结果1、烧杯1中，溶质沉淀出白色晶体，添加溴代乙酸溶液可产生白色气体，同时溶氧量为0.4mg/L，可判定该溶液为等比例混合溶液，溶质为NaCl；2、烧杯2中，溶质沉淀出暗黄色晶体，添加溴代乙酸溶液可产生黄色气体，同时溶氧量为0.5mg/L，可判定该溶液为等比例混合溶液，溶质为KCl；3、烧杯3中，溶质沉淀出淡粉色晶体，添加溴代乙酸溶液可产生白色气体，同时溶氧量为0.7mg/L，可判定该溶液为等比例混合溶液，溶质为NH4Cl；4、烧杯4中，溶质沉淀出白色晶体，添加溴代乙酸溶液可产生淡黄色气体，同时溶氧量为3.5mg/L，可判定该溶液为等比例混合溶液，溶质为(NH4)2SO4。
无机化学实验报告：常见阳离子的分离与鉴定
→HNO3酸化
2d 2mol·L-1HAc Zn2+ →(NH4)2[Hg (SCN) 4] 白↓
擦试管壁
在中性或微酸性条件下： Zn2++Hg (SCN) 42－＝Zn[Hg (SCN) 4]↓ 相同条件下：Cu2+→黄绿色↓Co2+→蓝色↓
Cd2+ 2d 0.5mol·L-1 Na2S
Hg2+
2、p 区和 ds 区部分金属离子的鉴定； 【重点、难点】 常见阳离子的鉴定反应及其反应的条件控制。 【教学方法】 实验指导、演示、启发 【实验指导】
一、碱金属、碱土金属离子的鉴定
离子 方法、试剂
现象
解释及方程式
白色晶形↓
（中性）
：KSb(OH)6
（酸性）
Na+
擦试管壁破坏过饱和
在中性或醋酸性介质中（浅黄绿色）
黄色↓
Pb2+
：2d 1mol·L-1K2CrO4
→
→ 2 mol·L-1
NaOH
溶于 NaOH (Pb2+的鉴定应在中性 或微酸性条件进行。)
Pb2+ + CrO42－＝PbCrO4↓ （溶于HNO3、NaOH不溶醋酸） PbCrO4 +OH－→PbO22－
Bi2+ →1d 2.5%硫脲
黄色溶液
黄色络合物
己烯-1-羧酸三铵盐.它与 NH3H2O：降低酸度
铝 盐形成红色内络盐,加
入氨水则则形成红色沉
淀.
性状:棕黄色或棕红色粉
末。易溶于水,溶于乙醇。
逐滴 Sn2+
0.2 mol·L-1 HgCl2
白↓→灰→黑 除强还原剂，一般离 子不干扰。
(完整版)常见阳离子的分离及鉴定
2020/4/14
（8）Mn2+的鉴定 5BiO3- ＋ 2Mn2+ ＋ 14H+
═ 5Bi3+ ＋ 2MnO4— (紫红色溶液)＋7H2O
（9）Co2+的鉴定 Co2+ + 4SCN— = [Co(SCN)4]2—（ 蓝色）
试 HCl)
(NH4)2S (NH3-NH4Cl)
(NH4)2CO3 (NH3-NH4Cl)
硫化物 难溶于水
分 组 依 据
两酸两碱系统分析法
分别检出NH4+、Na+、Fe3+、Fe2+
氯化物易溶于水
硫酸盐 难溶于水
硫酸盐易溶于水
氢氧化物难溶于水及 氨水
氨性条件下不生成沉淀
2020/4/14
（2）Pb2+的鉴定 Pb2+ + CrO42—→ PbCrO4↓(黄色沉淀) （3） Cu2+的鉴定 2Cu2++ [ Fe(CN)6]4- → Cu2Fe(CN)6↓ (红棕色)
2020/4/14
（4）Fe3+的鉴定 ①Fe3++ nSCN — == Fe(SCN)nn-3 (血红色溶液) ②K+ + Fe3++ [ Fe(CN)6]4- →[K Fe(CN)6 Fe] ↓
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硫化氢系统分析法
硫化物不溶于水
硫化物溶于水
在稀酸中生成硫化物沉淀
分
组
氯化物溶于热水
依 据
氯化物 不溶于 热水
常见阳离子的分离与鉴定.
6mol· L-1NO3 ＋
沉淀溶解
6mol· L-1NH4· H2O
☺ Zn2+的鉴定:
3滴0.2mol· L-1ZnSO4 ＋ 2滴2mol· L-1HAc ＋ 白色沉淀 3滴(NH4)2[(SCN)4]
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☺ Hg2+的鉴定:
2滴0.2mol· L-1HgCl2 ＋ 逐滴加0.5mol· L-1SnCl2 继续加
硫化氢法。 两酸两碱法是以最普通的酸 (盐酸、硫酸 ) 和碱 ( 氨水、 氢氧化钠 ) 作试剂，根据各离子氯化物、硫酸盐、氢氧化物 的溶解度不同进行分离鉴定； 硫化氢法依据各离子硫化物以及它们的氯化物、碳酸盐 和氢氧化物的溶解度不同进行分离鉴定。
3
【实验原理】
与HCl溶液反应：
Ag+、Hg22+、Pb2+等
Ag+ 、 Pb2+ 、 Cu2+ 、 Cd2+ 、 Bi3+ 、 Hg+ 、 Hg22+ 、 Sb3+、Sn2+等
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【仪器与试剂】
仪器：
试管(10ml)，离心管(10ml)，离心机
试剂：
HCl、H2SO4、HNO3、HAc、NaOH、NH3· H2O、 MgCl2、CaCl2、BaCl2、AlCl3、PbNO3、SnCl2、 HgCl2、Bi(NO3)3、CuCl2、AgNO3、ZnSO4、镁试
与稀H２SO4溶液反应： Ba2+、Sr2+、Ca2+ 、Pb2+ 、Ag+ 等 与NaOH溶液反应： Al3+、Zn2+、Pb2+ 、Sb2+ 、Sn2+等 与NH3溶液反应： Ag+、 Cu2+、Cd2+ 、Zn2+等
无机化学常见阳离子分离与鉴定
离子鉴定方法备注Hg2+①Hg2+离子，可被铜置换，在铜表面析出金属汞的灰色斑点，示有Hg2+离子：Cu + Hg2+ → Cu2+ + Hg↓②在2滴试液中，加入过量SnCl2溶液，SnCl2与汞盐作用，首先生成白色Hg2Cl2沉淀，过量SnCl2将Hg2Cl2进一步还原成金属汞，沉淀逐渐变灰，说明Hg2+离子存在。
2HgCl2 + Sn2+ → Sn4+ + Hg2Cl2↓+ Cl–Sn2+ + Hg2Cl2→ 2Hg↓+ Sn4+ + 2Cl–Mg 2+取几滴试液，加入少量镁试剂（对硝基苯偶氮间苯二酚），再加入NaOH溶液使呈碱性，若有Mg 2+存在，产生蓝色沉淀。
Mg 2+离子量少时，溶液由红色变成蓝色。
加入镁试剂后，溶液显黄色，表示试剂酸性太强，应加入碱液。
Ni 2+、Co2+、Cd 2+的氢氧化物与镁试剂作用，干扰Mg 2+的鉴定。
Mn2+取1滴试液，加入数滴0.1mol·L-1HNO3溶液，再加入NaBiO3固体，若有Mn2+存在，溶液应为紫红色。
Na+取1滴试液，加入8滴乙酸铀酰锌试剂，用玻璃棒摩擦试管。
淡黄色结晶乙酸铀酰锌钠（NaCH3COO·Zn(CH3COO)2·UO2(CH3COO)2·H2O）沉淀出现，示有Na+离子存在。
①反应应在中性或乙酸酸性溶液中进行。
②大量K+离子存在干扰测定，为降低K+离子浓度，可将试液稀释2~3倍。
NH4+①在表面皿上，加入5滴6mol·L-1 NaOH，立即把一凹面贴有湿润红色石蕊试纸（或pH试纸）的表面皿盖上，然后放在水浴上加热，试纸呈碱性，示有NH4+离子存在。
②在点滴板上放1滴试液，加2滴奈斯勒试剂（K2[HgI4]与KOH的混合物），生成红棕色沉淀，示有NH4+离子存在。
NH4+离子含量少时，不生成红棕色沉淀而得到黄色溶液。
Ni2+取2滴试液，加入2滴二乙酰二肟（丁二肟）和1滴稀氨水，生成红色的沉淀，说明有Ni2+离子存在。
无机化学常见阳离子分离与鉴定
离子鉴定方法备注Hg2+①Hg2+离子，可被铜置换，在铜表面析出金属汞的灰色斑点，示有Hg2+离子：Cu + Hg2+ → Cu2+ + Hg↓②在2滴试液中，加入过量SnCl2溶液，SnCl2与汞盐作用，首先生成白色Hg2Cl2沉淀，过量SnCl2将Hg2Cl2进一步还原成金属汞，沉淀逐渐变灰，说明Hg2+离子存在。
2HgCl2 + Sn2+ → Sn4+ + Hg2Cl2↓+ Cl–Sn2+ + Hg2Cl2→ 2Hg↓+ Sn4+ + 2Cl–Mg 2+取几滴试液，加入少量镁试剂（对硝基苯偶氮间苯二酚），再加入NaOH溶液使呈碱性，若有Mg 2+存在，产生蓝色沉淀。
Mg 2+离子量少时，溶液由红色变成蓝色。
加入镁试剂后，溶液显黄色，表示试剂酸性太强，应加入碱液。
Ni 2+、Co2+、Cd 2+的氢氧化物与镁试剂作用，干扰Mg 2+的鉴定。
Mn2+取1滴试液，加入数滴0.1mol·L-1HNO3溶液，再加入NaBiO3固体，若有Mn2+存在，溶液应为紫红色。
Na+取1滴试液，加入8滴乙酸铀酰锌试剂，用玻璃棒摩擦试管。
淡黄色结晶乙酸铀酰锌钠（NaCH3COO·Zn(CH3COO)2·UO2(CH3COO)2·H2O）沉淀出现，示有Na+离子存在。
①反应应在中性或乙酸酸性溶液中进行。
②大量K+离子存在干扰测定，为降低K+离子浓度，可将试液稀释2~3倍。
NH4+①在表面皿上，加入5滴6mol·L-1 NaOH，立即把一凹面贴有湿润红色石蕊试纸（或pH试纸）的表面皿盖上，然后放在水浴上加热，试纸呈碱性，示有NH4+离子存在。
②在点滴板上放1滴试液，加2滴奈斯勒试剂（K2[HgI4]与KOH的混合物），生成红棕色沉淀，示有NH4+离子存在。
NH4+离子含量少时，不生成红棕色沉淀而得到黄色溶液。
Ni2+取2滴试液，加入2滴二乙酰二肟（丁二肟）和1滴稀氨水，生成红色的沉淀，说明有Ni2+离子存在。
《无机化学实验》课程教学大纲
《无机化学实验》课程教学大纲课程名称：无机化学实验课程代码：英文名称：Inorganic Chemistry Experiments课程总学时：82学分：3课程类别：专业必修课适用专业：化学（师范，现代分析测试技术）一、课程简介：无机化学实验是化学（师范类）本科专业第一门必修实验课，通过实验使学生加深对无机化学基本概念的认识和理解，掌握常见元素的重要单质和化合物的典型性质，熟悉实验室中某些无机物质的一般制备方法和某些常数的测定方法。
通过实验使学生学会常规的基本的操作技能、实验技术、培养分析问题解决问题的能力，养成严谨的实事求是的科学态度，树立勇于开拓的创新意识，通过实验培养学生独立工作独立思考的能力，培养细致地观察和记录现象，会归纳综合，正确地处理数据，和分析实验，用语言表达实验结果的能力。
二、课程内容与基本要求：本课程的基本要求：1、通过本课程的学习，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握，掌握无机化学实验的基本操作技术，近一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应，掌握一般无机化合物的制备和分离，并能初步学会设计实验。
2．必须掌握的基本操作有：玻璃仪器的洗涤；试剂的取用；试管反应操作；沉淀的分离和洗涤；离心机的使用；试纸的选择和使用，常压、减压过滤操作；蒸发浓缩；结晶和干燥；滴定等操作。
初步学会干燥箱、pH计、电导仪、分光光度计等仪器的正确使用。
3．培养严谨求实的科学态度，养成细致的观察和正确记录实验现象的习惯，达到正确归纳综合处理数据和分析实验结果的能力和作图方法。
4．培养科学思维方法和训练科研能力，养成实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风和良好的实验习惯，初步具备独立思考和进行实验的能力。
本课程总学时：82，具体分配如下：注：每学年根据具体情况，从上述实验中选择82学时。
教学内容与要求实验一仪器的认领和洗涤实验目的：1、明确无机化学实验的目的和要求，了解无机实验室的一般知识。
熟悉无机实验室规划和安全守则。
常见阳离子的分离、鉴定
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 SrCa 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 Ag3. 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 △Zn[Zn(NH 3)4]2+Ni 2+3)4]2+ (蓝紫色)Co[Co(NH 3)6]4+ (土黄色) [Co(NH 3)6]3+（棕红色）5. 与(NH 4)2CO 3反应Cu Cu 2(OH)2CO 3 ↓ 浅蓝3)4]2+ 深蓝 Ag Ag 2CO 3 (Ag 2O)↓白色3)2]+ 无色 ZnZn 2(OH)2CO 3↓ 白色3)4]2+ 无色Cd Cd 2(OH)2CO 3↓ 白色[Cd(NH 3)4]2+ 无色 Hg Hg 2(OH) 2CO 3↓ 白色Hg 2 Hg 2CO 3(白)↓ → HgO ↓(黄) + Hg ↓(黑) +CO 2 ↑ Mg Mg 2(OH)2CO 3 ↓ 白色 Pb 2+Pb 2(OH)2CO 3 ↓ 白色 Bi (BiO)2CO 3 ↓ 白色 Ca 3 ↓ 白色 Sr SrCO 3 ↓ 白色 Ba 3 ↓ 白色 Al 3 ↓ 白色 Sn Sn(OH)2 ↓ 白色 Sn Sn(OH)4 ↓ 白色 Sb Sb(OH)3 ↓ 白色 6. 与H 2S 或(NH 4)2S 反应应当掌握各种阳离子生成硫化物沉淀的条件及其硫化物溶解度的差别，并用于阳离子分离。
【精品】无机化学常见阳离子分离与鉴定
【精品】无机化学常见阳离子分离与鉴定
无机化学中，阳离子分离与鉴定是非常重要的步骤， divide the steps into several parts on the basis of their functions,浏览以下：
- 预处理：预处理是分离各种有机和无机杂质和有效物质阳离子的第一步，可以使用加草酸、高氯酸、稀硫酸等剂量分离有机杂质和无机阳离子。
- 共析：用于分离有关的化合物的有机溶剂，在共析实验中，重要的是选择适当的溶剂，可以实现离子弱共析和离子强共析。
- 根据溶解度和萃取受体的选择：根据溶解度的不同，主要分为水溶和有机溶，而有机溶非水溶即萃取受体，常见萃取受体有醚、氯仿、氨和甲醇等。
- 重结晶和提取：溶剂提取技术非常重要，原料中的阳离子萃取到某种溶剂后，应收集溶解液，用新的溶剂萃取，以尽量的减少萃取回收的溶剂的数量。
- 结晶干燥：使用适当的溶剂对结晶结果进行结晶干燥。
在结晶过程中，有一些溶剂和添加剂被带出去，而结晶干燥可以有效地去除残留的溶剂。
- 多重梯度洗脱：多重梯度洗脱可以得到更纯的产品，常用的洗脱技术有多相洗脱、多极性洗脱、溶解度变洗脱、聚丙烯酰胺凝胶层析等。
- 鉴定技术：鉴定阳离子的技术常采用X波发射（EDX）、原子荧光光谱（AES）、原子质谱（MS）等技术，分析阳离子的精确性很重要，也可以利用热分析技术，如热重分析（TGA）、热分散光元仪（DSC）来确定其组成和特性。
以上是无机化学中阳离子分离与鉴定的步骤，然而，实际操作过程根据实际情况还可能需要中和、萃取、逆流色谱、粒子分离以及晶格弛豫技术等多项技术进行支持。
在操作分离与鉴定步骤时，需要掌握相关基础知识，并仔细审查操作过程，以确保工作效果。
常见阳离子的分离与鉴定第II组阳离子
3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
(11) Cd2+ 离子的分离及鉴定 将上述离心液用 2mol/LHCl 溶液和 2mol/L 氨水调节至溶液呈弱酸 性→加入相当于溶液体积 1/2 的 6mol/L HCl溶液→再加硫代乙酰胺 4~5滴→水浴加热使CuS沉淀完全→离心分离。 在离心液中滴加 3mol/L NaAc 溶液数滴和硫代乙酰胺2滴→加热得 到黄色CdS沉淀，此即Cd2+ 的确证反应。 (12) Bi3+ 离子的鉴定 将步骤 (10) 所得白色 Bi(OH) 3 沉淀用水洗涤 2 次 → 加 2~3 滴 2mol/L HCl溶液→溶解。 按前述 Bi3+ 离子的鉴定方法检验 Bi3+。
3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
(4) SnS2的重沉淀 在含 SnS32- 溶液中滴加 6mol/L HCl 溶液→溶液呈酸性（石蕊试纸） →生成硫化物沉淀→再滴加硫代乙酰胺5滴（使沉淀完全） →沸水浴加 热→离心分离→弃去溶液。 (5) SnS2 的溶解 滤纸条将步骤(4)所得沉淀吸干 →滴加浓盐酸10~15滴→沸水浴加热 5min→溶解→转移至小烧杯→煮沸除H2S（若溶液中有硫残渣则离心分 离除去）。 (6) Sn2+离子的鉴定 取步骤 (5) 所得溶液4滴＋6mol/L HCl溶液10滴及一小片镁片→ Sn4+ 还原→用HgCl2试剂或次甲基蓝试剂检验Sn2+。
注意：
1. 分离第Ⅱ组阳离子必须严格控制溶液的酸度。先后加 入浓氨水和 2mol/L HCl 溶液调节pH时，每加 1 滴都要充 分搅拌直至溶液呈所要求的酸碱性。 2. 将CuS沉淀完全、离心分离后进行Cd2+ 离子的鉴定时， 必须考虑此时溶液的酸度条件，滴加足够的3mol/L NaAc 溶液调节酸度，然后加入硫代乙酰胺、加热，方能得到黄 色的CdS沉淀以确证Cd2+ 的存在。
常见阳离子的分离及鉴定
二、实验原理
• 用系统分析法分析阳离子时，要按照一定的顺序 加入若干种试剂，将离子按组逐一地沉淀出来。 这些分组用的试剂称为组试剂。
• 常见阳离子有23个元素共28个离子，鉴定反应的 相互干扰较大，常采用系统分析法。
2019/10/25
硫化氢系统分析法
硫化物不溶于水
硫化物溶于水
COONH4 OH
→ HO
C
O Al/3
CO
O
（7）Cr3+的鉴定 Cr3+ + OH—→ Cr(OH)3（灰绿色沉淀） Cr(OH)3 + OH-（过量）→ [Cr(OH)4]- (亮绿色溶液) 2Cr(OH)4- + 3H2O2 + 2OH- → 8H2O + 2CrO42- (黄色溶液)
Pb2+ + CrO42— → PbCrO4↓(黄色沉淀)
在稀酸中生成硫化物沉淀
分
组
氯化物溶于热水
依 据
氯化物 不溶于 热水
硫化物不溶 于硫化钠
硫化物溶 于硫化钠
在稀酸中不生成 硫化物沉淀
碳酸盐不溶于水 碳酸盐溶于水
相 Ag+
应 离
Hg22+
子 Pb2+
组 第一组 名 银组
称 盐酸组
Pb2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+
二A组
Hg2+ As(Ⅲ,Ⅴ) Sb(Ⅲ,Ⅴ Sn2+ 、
红色沉淀，表示有Al3+存在。
Al/3
Al3+ +
O OH
C
OH
——
C
SO3Na
阳离子的分离与鉴定
阳离子的分离与鉴定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每组分出后，继续再进行组内分离，直至鉴定时相互不发生干扰为止。
在实际分析中，如发现某组离子整组不存在（无沉淀产生）、这组离子的分析就可省去。
从而大大简化了分析的手续。
无机化学常见阳离子分离与鉴定
无机化学常见阳离子分离与鉴定.doc一、分离1、氢氧根离子（OH^-）氢氧根离子与金属离子形成的沉淀可以通过NaOH沉淀法分离出来。
在水溶液中，氢氧根离子与金属离子结合形成相应的金属氢氧化物，这些氢氧化物可以形成沉淀，实现分离。
一些阳离子的氢氧化物沉淀的颜色也是它们鉴定的基础之一。
2、氟化物（F^-）氟化物结合度和其他类似的离子相比较小，因此可以和其他阴离子分离。
使用鸟巢法可以分离出氟化物，该方法使用的络合剂是季铵盐鸟巢环（NH4）3 [FeF6]。
3、碳酸盐（CO32-）在水中，CO32-可以形成与Ca2+、Ba2+、Pb2+、Ag+等阳离子结合的沉淀。
因此，通过观察生成的沉淀的颜色可以确定阳离子的存在。
氰化物形成的配合物稳定性很高，一些盐可以沉淀分离氰化物。
通过加入相应的酸可以分解盐的氰化物，若遇到硝酸银时，则可以生成白色的沉淀。
硫酸盐与Barium离子结合可以形成硫酸钡的沉淀。
可以用BaCl2试剂发生反应，观察生成的白色沉淀可以确认硫酸盐的存在。
氯化物可以通过加入AgNO3实现分离，生成白色的AgCl沉淀。
AgCl颜色淡黄色并且易溶于NH3溶液中。
二、鉴定1、铁离子（Fe3+）Fe3+可以通过与硝酸铵一起存在，在加热时生成棕黄色的Fe(OH)3沉淀。
此外，还可以借助Ti(III)还原Fe3+为Fe2+，并使用Fenton试剂检测Fe2+的产生。
2、铜离子（Cu2+）Cu2+可以通过和N,N-二乙基-1,6-二亚胺染料组成的溶液反应而呈现出深蓝色，且颜色随着浓度的增加而增加。
Zn2+可以通过向含有鞣酸的溶液中加入氢氧化钠而产生白色沉淀进行鉴定。
Mn2+可以通过加入氢氧化钠和汞齐试剂而鉴定。
试剂与汞齐反应，生成黑色沉淀，同时文中的Mn(OH)2也被沉淀。
Mg2+可以通过向可溶性的Phenolphthalein-indicator（溶于环己酮）溶液中添加MgCl2所生成的红色沉淀进行鉴定。
Al3+可通过加入含有增效剂的Eriochrome Black T试剂检测出来，试剂经络合反应后转变为紫红色，而Al3+呈现出浅紫色。
阳离子的分离与鉴定
沉淀 Fe (OH)3、MnO(OH)2
CH3CSNH2(TAA)代替 代替(NH4)2S 代替
离子鉴定
离子 Mg2+ Al3+ Cr3+ Mn2+ Pb2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Ag+ Cd2+ 鉴定试剂 镁试剂， 镁试剂，NaOH 铝试剂， 铝试剂，NH3•H2O NaOH，H2O2， HNO3，乙醚 ， HNO3，NaBiO3(s) K2CrO4 (1) K4 [Fe (CN)6 ] (2) KSCN KSCN (饱和 丙酮 饱和), 饱和 二乙酰二肟， 二乙酰二肟，NH3 H2O K4[Fe (CN)6] NaCl, NH3 H2O, HNO3 硫代乙酰胺 现象及产物 天蓝色沉淀 红色絮状沉淀 乙醚层中呈深蓝色(CrO5 ) 乙醚层中呈深蓝色 紫红色(MnO4-) 紫红色 黄色沉淀(PbCrO4) 黄色沉淀 蓝色沉淀(K[Fe (CN)6 Fe]) 蓝色沉淀 血红色([Fe (SCN)n]3-n ) 血红色 丙酮中呈蓝色([Co (SCN)4]2-) 丙酮中呈蓝色 鲜红色沉淀(螯合物 鲜红色沉淀 螯合物) 螯合物 红棕色沉淀(Cu2 [Fe (CN)6]) 红棕色沉淀 白色沉淀(AgCl)，溶解，沉淀 ，溶解， 白色沉淀 黄色沉淀(CdS) 黄色沉淀
Fe3+ + KSCN K 3 Fe( SCN ) 6 →
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四、注意事项
严格操作，沉淀要完全， 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。 要分离清，沉淀要洗涤干净。 严格控制试剂的用量与浓度。 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。 严格控制温度与加热时间。 排除干扰离子。 ④ 排除干扰离子。 防止离子“失落” 过度检出” ⑤防止离子“失落”和“过度检出”。 空白试验及对照试验。 ⑥空白试验及对照试验。 鉴定Mg 时需赶氨。 7 鉴定 2+时需赶氨。
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锡离子溶液2滴→溶液蓝色褪去。
3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
(1) 调节溶液pH 取分离第Ⅰ组阳离子后的混合试液＋浓氨水→溶液呈弱碱性（石蕊
试纸）→滴加2mol/L HCl溶液 →溶液呈微弱的酸性（蓝色石蕊试纸变红， 刚果红试纸不变蓝）→滴加约为总体积1/6的2mol/L HCl溶液使 [H+]约为 0.3mol/L（pH=0.5）。此时甲基紫试纸呈蓝绿色。
(10) Cd2+、Cu2+ 与Bi3+ 离子的分离及Cu2+ 离子的鉴定 步骤(9)所得离心液中逐滴加入浓氨水→至对石蕊试纸呈碱性后再多
加几滴。这时溶液若呈[Cu(NH3)4]2+ 的深蓝色，即可证明有Cu2+。若需 进一步确证，可取几滴溶液＋K4[Fe(CN)6]试剂 → Cu2[Fe(CN)6]沉淀。
4．Sn2+也属于第II组，但SnS不溶于Na2S溶液中。在铜组 和锡组的分离中，若欲使其进入锡组，应先作何处理？
谢谢欣赏!
若溶液的酸度不够，可再用2mol/L HCl溶液调节。
(2) 沉淀分离第Ⅱ组阳离子（硫化物） 取上溶液，滴加硫代乙酰胺试剂25滴→沸水浴中加热10min →稍冷后
加水稀释一倍→继续加热5min →冷却→离心→检查沉淀是否完全→沉淀 完全后离心分离，保留清液待用。
(3) Sn4+、Sb3+ 离子与Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cd2+ 离子分离 将(2)所得沉淀用5% NH4NO3溶液洗涤2次→滴加2mol/L Na2S溶液10
思考题
1．请写出硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下的水解产物 （用反应式表示）。
2．简述在第II组阳离子中，将Sb3+、Sn4+离子与Cu2+、 Bi3+、Pb2+、Cd2+离子分离所用的试剂及条件。
3．用硫代乙酰胺从混合试液中沉淀出第II组阳离子时， 溶 液 的 酸 度 应 调 节 为 [H+] ＝ 0.3mol/L ， 能 否 用 HNO3 或 H2SO4来代替调节酸度用的盐酸？在沉淀过程中，为什么 还要用水将溶液稀释一倍？
b．以KI试剂鉴定Bi3+离子 铋盐溶液3滴→逐滴加入KI试剂→先生成棕黑色BiI3沉淀→
再溶于过量试剂，生成橘黄色KBiI4溶液。
2．第Ⅱ组阳离子的鉴定反应
(3) Cd2+ 离子的鉴定反应 即步骤1中Cd2+与硫代乙酰胺生成黄色CdS沉淀特征反应。
(5) Sn2+ 离子的鉴定反应 a．以HgCl2试剂鉴定Sn2+ 离子 小试管中加入HgCl2试剂2滴＋SnCl2溶液2滴→生成白色
注意：
1. 分离第Ⅱ组阳离子必须严格控制溶液的酸度。先后加 入浓氨水和 2mol/L HCl 溶液调节pH时，每加 1 滴都要充 分搅拌直至溶液呈所要求的酸碱性。
2. 将CuS沉淀完全、离心分离后进行Cd2+ 离子的鉴定时， 必须考虑此时溶液的酸度条件，滴加足够的3mol/L NaAc 溶液调节酸度，然后加入硫代乙酰胺、加热，方能得到黄 色的CdS沉淀以确证Cd2+ 的存在。
(2) Bi3+离子的鉴定反应 a．以Na2SnO2试剂鉴定Bi3+离子 SnCl2溶液1滴＋6mol/L NaOH溶液2滴→生成Sn(OH)2沉淀
→再生成Na2SnO2 →加入铋盐溶液1滴→立即生成黑色沉淀： 3 Na2SnO2 + 2 Bi(OH)3 → 3 Na2SnO3 + 2 Bi + 3 H2O
滴→水浴加热2~3min并充分搅拌→趁热离心分离并保留溶液→沉淀再用 数滴Na2S处理→合并离心液。
此时锡→络离子SnS32- 进入溶液而CuS、PbS、CdS和Bi2S3则不溶。
3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
(4) SnS2的重沉淀 在含 SnS32- 溶液中滴加 6mol/L HCl 溶液→溶液呈酸性（石蕊试纸）
→生成硫化物沉淀→再滴加硫代乙酰胺5滴（使沉淀完全） →沸水浴加 热→离心分离→弃去溶液。
(5) SnS2 的溶解 滤纸条将步骤(4)所得沉淀吸干→滴加浓盐酸10~15滴→沸水浴加热
5min→溶解→转移至小烧杯→煮沸除H2S（若溶液中有硫残渣则离心分 离除去）。
(6) Sn2+离子的鉴定 取步骤 (5) 所得溶液4滴＋6mol/L HCl溶液10滴及一小片镁片→ Sn4+
还原→用HgCl2试剂或次甲基蓝试剂检验Sn2+。
(8) CuS、PbS、CdS和Bi2S3的溶解 取步骤 (3) 所得沉淀用5% NH4NO3溶液洗涤1次→加6mol/L HNO3溶
液10滴→加热2~3min不断搅拌。若溶液浮有黑色不溶物，离心弃去。
3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
(9) Pb2+ 离子的分离及鉴定 步骤 (8) 所得溶液转入微烧杯＋浓H2SO4 4滴→小火加热蒸发至冒
PbS、CuS、CdS、HgS和Bi2S3沉淀＋6mol/L HNO3 3滴 SnS2 沉淀上＋Na2S试剂3 ~ 4滴 置于水浴上加热，观察沉淀的溶解情况。
2．第Ⅱ组阳离子的鉴定反应
(1) Cu2+离子的鉴定反应 a．以K4[Fe(CN)6]试剂鉴定Cu2+离子 铜盐溶液＋K4[Fe(CN)6]试剂，搅拌→Cu2[Fe(CN)6]沉淀。 b．Cu2+离子与氨的特征反应 铜盐溶液→逐滴加入2mol/L氨水→特征深蓝色透明溶液。
将溶液离心分离 离心液：含[Cu(NH3)4]2+ 和 [Cd(NH3)4]2+ 沉淀：白色的Bi(OH)3
3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
(11) Cd2+ 离子的分离及鉴定 将上述离心液用 2mol/LHCl 溶液和 2mol/L 氨水调节至溶液呈弱酸
性→加入相当于溶液体积 1/2 的 6mol/L HCl溶液→再加硫代乙酰胺 4~5滴→水浴加热使CuS沉淀完全→离心分离。
高等教育大学教学课件 《无机化学与分析化学实验》
常见阳离子的分离与鉴定
第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定
第Ⅱ组阳离子包括 Cu2+ 、 Bi3+ 、 Cd2+ 、 Hg2+ 、 As(III,V) 、 Sb3+ 、
Sn4+ 以及第Ⅰ组阳离子沉淀以后留在溶液中的Pb2+
—— 这些阳离子的硫化物溶度积很小，可以在 酸性溶液（[H+]约为0.3mol/L）中沉淀完全
Cu2+、Bi3+、Cd2+以及Pb2+
其硫化物难溶于Na2S，称为铜组（ⅡA组）
Hg2+、As(III,V)、Sb3+、Sn4+
其硫化物能溶于Na2S，称为锡组（ⅡB组）
1．硫代乙酰胺与第Ⅱ组阳离子的作用
取 Pb2+、Cu2+、Bi3+、Cd2+、Hg2+、Sn4+ 试液各 6 滴， 分别 ＋ 2mol/L HCl溶液、5%硫代乙酰胺溶液10滴→沸水 浴加热，注意观察沉淀过程中的颜色变化。 然后离心分离，弃去清液。
SO3白烟→冷却→＋6滴水→搅拌后放置（防止PbSO4过饱和） →将沉 淀连同溶液一起转入离心试管→3滴水淋洗烧杯后并入离心试管→离心 分离→溶液转移至另一试管以检验Cu2+ 与Bi3+。
用水3滴洗涤沉淀2次→加3mol/L NH4Ac溶液4滴→水浴加热以溶解 PbSO4，按Pb2+的鉴定方法检验Pb2+。
在离心液中滴加 3mol/L NaAc 溶液数滴和硫代乙酰胺2滴→加热得 到黄色CdS沉淀，此即Cd2+ 的确证反应。
(12) Bi3+ 离子的鉴定 将 步 骤 (10) 所 得 白 色 Bi(OH)3 沉 淀 用 水 洗 涤 2 次 → 加 2~3 滴 2mol/L
HCl溶液→溶解。 按前述 Bi3+ 离子的鉴定方法检验 Bi3+。