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。

除黑色硫化物以外，可利用颜色进行离子鉴别。

（1）在0.3 mol·L －1HCl 溶液中通入H 2S 气体生成沉淀的离子：Ag +)Pb 2+HCl ，硝酸） Cu 2+) Cd 2+HCl) Bi 3HCl) Hg 22+Hg 2+ Sb(Ⅲ溶于浓HCl, NaOH, Na 2SSn(ⅣSn(Ⅱ溶于浓HCl 、(NH 4)2S x ，不溶于NaOH （2）在0.3 mol·L －1HCl 溶液中通入H 2S 气体不生成沉淀，但在氨性介质通入H 2S 气体（或加入(NH 4)2S ）产生沉淀的离子：Zn ↓ 白色，溶于稀HCl 溶液，不溶于HAc 溶液 Co ↓ 黑色，溶于稀HCl 溶液，不溶于HAc 溶液 Ni NiS ↓ 黑色，溶于稀HCl 溶液，不溶于HAc 溶液O 2溶于王水，Na 2SMn2+MnS↓肉色，溶于稀HCl溶液Al3+Al(OH)3↓白色，溶于强碱及稀HCl溶液Cr3+Cr(OH)3↓灰绿色，溶于强碱及稀HCl溶液三、实验用品仪器与材料：离心机、试管、离心试管、酒精灯、烧杯、pH试纸、玻璃棒。

固体试剂：亚硝酸钠（AR）、NaBiO3（AR）。

酸碱溶液：HCl(2 mol·L－1，6 mol·L－1，浓)、H2SO4(2 mol·L－1)、HNO3(6 mol·L－1)、HAc(2 mol·L－1，6 mol·L－1)、NaOH(2 mol·L－1，6 mol·L－1)、KOH(2 mol·L－1)、NH3·H2O(2 mol·L－1，6 mol·L－1)。

盐溶液：NH4Ac (2 mol·L－1)、(NH4)2C2O4(饱和)、NaAc(2 mol·L－1)、NaCl(1mol·L－1)、Na2S(0.5mol·L －1)、NaHC4H4O6(饱和)、KCl (1mol·L－1)、K2CrO4 (1mol·L－1)、K4[Fe(CN)6] (0.1mol·L－1，0.5mol·L－1)、K3[Fe(CN)6] (0.1mol·L－1)、KSb(OH)6(饱和)、MgCl2(0.5mol·L－1)、CaCl2(0.5mol·L－1)、BaCl2 (0.5mol·L－1)、Ba(NO3)2 (0.1mol·L－1)、SnCl2(0.1mol·L－1)、AlCl3(0.1mol·L－1)、Al(NO3)3(0.1mol·L－1)、Pb(NO3)2(0.1mol·L－1)、SbCl3(0.1mol·L－1)、HgCl2(0.1mol·L－1)、Bi(NO3)3 (0.1mol·L－1)、AgNO3 (0.1mol·L－1)、CuCl2 (0.1mol·L－1)、ZnSO4(0.1mol·L－1)、Cd(NO3)2 (0.1mol·L－1)、MnSO4(0.1mol·L－1)、CrCl3(0.1mol·L－1)、FeCl3(0.1mol·L－1)、FeSO4(0.1mol·L－1)、NiSO4(0.1mol·L－1)、CoCl2(0.1mol·L－1)、NaNO3(0.5mol·L－1)、Na2CO3 (饱和)、NH4SCN（饱和）。

其它试剂：镁试剂、0.1%铝试剂、罗丹明B、苯、邻二氮菲1％、2.5%硫脲、H2O2（3％）、乙醚、1％丁二酮肟、丙酮、奈斯勒试剂、(NH4)2[Hg(SCN)4试剂。

四、实验内容1. 常见阳离子的个别鉴定（1）Na+的鉴定在盛有0.5 mL 1mol·L-1NaCl溶液的试管中，加入0.5 mL饱和六羟基锑(V)酸钾KSb(OH)6溶液，观察白色结晶状沉淀的产生。

如无沉淀产生，可以用玻璃棒摩擦试管内壁，放置片刻，再观察，写出反应方程式。

（2）K+的鉴定在盛有0.5 mL 1mol·L-1KCl溶液的试管中，加入0.5 mL饱和酒石酸氢钠NaHC4H4O6溶液，如有白色结晶状沉淀的产生，示有K+存在。

如无沉淀产生，可用玻璃棒摩擦试管内壁，再观察，写出反应方程式。

（3）Mg2+的鉴定在试管中加2滴0.5 mol·L-1 MgCl2溶液，再滴加6 mol.L-1NaOH溶液，直到生成絮状的Mg(OH)2沉淀为止；然后加入1滴镁试剂，搅拌，生成蓝色沉淀，示有Mg2+存在。

（4）Ca2+的鉴定取0.5 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液于离心试管中，加10滴饱和草酸铵溶液，有白色沉淀产生，离心分离，弃去清液。

若白色沉淀不溶于6 mol·L-1HAc溶液而溶于2 mol·L-1HCl，示有Ca2+存在。

写出反应方程式。

（5）Ba2+的鉴定在试管中加2滴0.5 mol·L-1 BaCl2溶液，加入2 mol·L-1HAc和2 mol·L-1NaAc各2 滴，然后加2滴1mol·L-1K2CrO4，有黄色沉淀生成，示有Ba2+存在，写出反应方程式。

（6）Al3+的鉴定取2滴0.1 mol·L-1AlCl3溶液于试管中，加2滴2 mol·L-1HAc及2滴0.1% 铝试剂，振荡后，置水浴上加热片刻，再加入1滴6 mol·L-1氨水，有红色絮状沉淀产生，示有Al3+存在。

（7）Sn2+的鉴定取5滴0.1mol·L-1SnCl2溶液于试管中，加入2滴0.1mol·L-1HgCl2溶液，轻轻摇动，若产生的沉淀很快由白色变为灰色，然后变为黑色，示有Sn2+存在（该方法也可用于Hg2+的定性鉴定）。

写出反应方程式。

（8）Pb2+的鉴定在离心试管中加5滴0.1mol·L-1Pb(NO3)2溶液，加入2滴1mol·L-1K2CrO4溶液，有黄色沉淀生成，离心分离，弃去清液。

在沉淀上加数滴2 mol·L-1NaOH溶液，沉淀溶解，示有Pb2+存在。

写出反应方程式。

（9）Sb3+的鉴定在离心试管中加5滴0.1mol.L-1SbCl3溶液，加入3滴浓盐酸及少许亚硝酸钠，将Sb(III)氧化为Sb(V)，当无气体放出时，加数滴苯及2滴罗丹明B溶液，苯层显紫色，示有Sb3+存在。

（10）Bi3+的鉴定取1滴0.1mol·L-1Bi(NO3)3溶液于试管中，加1滴2.5%的硫脲，生成鲜黄色配合物，示有Bi3+存在。

（11）Cu2+的鉴定取1滴0.5 mol·L-1CuCl2溶液于试管中，加1滴6 mol·L-1HAc溶液酸化，再加入1滴0.5 mol·L-1亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]溶液，生成红棕色Cu2[Fe(CN)6]沉淀，示有Cu2+存在。

写出反应方程式。

（12）Ag+的鉴定取5滴0.1mol·L-1AgNO3溶液于试管中, 加5滴2 mol·L-1盐酸，产生白色沉淀，在沉淀上滴加2 mol·L-1氨水至沉淀完全溶解，再用6 mol·L-1硝酸酸化，生成白色沉淀，示有Ag+存在。