无机定性分析.doc

1、无机定性分析阳离子 H2S 系统分析法本分析法利用 24 种常见阳离子的硫化物溶解度差异，将它们分为4 组进行分析。第一组阳离子的分析+2+2+盐酸。这三种阳离子的氯化物难溶于本组的阳离子有Ag 、 Hg2 和 Pb 三种，组试剂是水，借此和其他阳离子分离：+- AgClAg+ ClHg2+-+ 2Cl Hg2 Cl222+-Pb + 2Cl PbCl 2注意事项：-稍过量，并控制其浓度为 0.5mol/L。如果用 浓盐酸 ，则 AgCl?沉淀本组离子时， Cl-2-和 PbCl2 会形成配合物 AgCl 2和 PbCl 4 而溶解。3+3+?第二组阳离子中， Sb和 Bi的水解倾向较 强 ，

2、当溶液 pH较高时，会生成白色的组HNO3+2.0 碱式盐沉淀而混入第一阳离子中。因此，应补充适量H的浓度在，使2.4mol/L之间。2+2+? 由于 PbCl2 溶解度不是特别小， 所以当 Pb 浓度较低时， 可能不会检出。 这时，Pb应在第二组阳离子的分析中检验。本组离子的系统分析：2+? Pb 的鉴定：? PbCl2 和其他两种氯化物不同的是，它可溶于热水。因此，将所沉淀的氯化物过滤后加水，并加热，使PbCl2 溶解，趁热分离。先用乙酸酸化 离心液，再加入K2CrO4 或2+KI ，如果出现黄色沉淀，则说明存在Pb 。2+2-Pb+ CrO4 PbCrO4（黄色沉淀）2+2I - PbI

3、 2（黄色沉淀）Pb+?Ag 的鉴定：分出PbCl氨水。离心分离。离心液加入HNO32 之后，沉淀用热水洗涤，之后加入酸化，如果出现白色沉淀，则说明有+Ag 的存在。AgCl + 2NH3 Ag(NH 3) 2Cl （无色溶液）Ag(NH3) 2Cl + 2HNO 3 2NH4NO3+ AgCl （白色沉淀）? Hg22+的鉴定：+氨基氯化亚汞 和 汞的混合物，则上一步鉴定Ag 加入氨水时，如果沉淀变为灰黑色的2+说明有 Hg2。Hg2Cl 2+2NH3 HgNH2Cl （白） +Hg（黑） +NH4Cl第二组阳离子的分析2+3+2+2+2+3+5+3+5+2+4+本组离子包括Pb、Bi、Cu

4、、Cd、Hg、As、As、Sb、Sb、Sn和Sn组成，其中As、Sb 和Sn 可能以含氧酸根的形式出现。这组阳离子不被Cl-沉淀，但在0.3mol/LHCl 溶液中，可以被H2S 沉淀，借此和第三、四组阳离子分离。注意事项：? As 有 +3 和 +5 两种价态，其中 As(V) 与 H2S反应速率慢，应先用 碘化铵 将其还原为 As(III) 。?Sn 有+2 和 +4 两种价态，为使操作简便，需要用过氧化氢 溶液将 Sn(II) 氧化为Sn(IV) 。? Sb 有 +3 和 +5 两种价态，检验 Sb 的存在时，所用的 罗丹明 B 只对 +5 价的 Sb 有效，因此溶液中的 Sb(III)

5、 也需要事先氧化。? 在沉淀本组阳离子时，酸度应控制在0.3mol/L HCl ，如果 pH 过低， CdS、 SnS和 PbS将沉淀不完全或不沉淀而混入第三组阳离子之中，又不利于As、 Sb 和 Sn的硫化物的生成，如果pH较高，第三组中Zn2+ZnS将会以的形式沉淀而混入本组。? 加热溶液有利于 As(V) 被 NH4I 还原，但降低了 H2S 的溶解度，故需冷却至室温。基于以上问题考虑，硫代乙酰胺（ TAA） (CH3CSNH2) 是比 H2S更理想的沉淀剂，理由如下：-2-? 酸性、氨性和碱性环境下， TAA水解产生 H2S、HS和 S ，分别可以替代 H2S、(NH4)2S和 Na2

6、S 使用；? TAA会产生均相沉淀，得到良好的晶形，有利于沉淀的后期处理；?TAA在 90的酸性溶液中，可以将+5 价的 As 和 Sb 还原为 +3 价的产物，省去了NH4I；?TAA在碱性环境中加热，会生成少量的多硫化物，可将Sn(II )氧化为 Sn(IV) ，省去了 H2O2。2-但需要注意， TAA提供的 S 较少，在分离第二、 三组阳离子时， 需调节酸度至0.6mol/LH+，使 As 沉淀完全，之后溶液稀释一倍，再进行操作。本组离子在以上步骤沉淀完之后，离心并洗涤，用TAA的碱性溶液（需加热）或Na2S 处理沉淀， Hg、As、Sb 和 Sn 的硫化物溶解，而剩下Cu、Cd、 P

7、b 和 Bi 的硫化物：2-2-HgS + S HgS 2As2S3+ 3S2-3- 2AsS 32-3-2 3+ 3S 2SbS3Sb SSnS22-2-+ S SnS 3将沉淀 用含有氯化铵的水洗涤，加入6mol/LHNO3 溶解。? Cd2+的鉴定：在以上硝酸 溶解液中加入 1:1丙三醇 （ 甘油 ）和过量的 浓氢氧化钠 溶液 。 Cu、Pb和 Bi形成配合物溶解，留下Cd(OH)。用盐酸溶解Cd(OH)2，并稀释至H2+约为0.3mol/L ，加入TAA黄色沉淀，则表明存在Cd2+：并加热，若产生2+2-Cd+ S= CdS（黄色沉淀）?2+2+Cu 、Pb 和3+Bi的鉴定：将甘油

8、配合物离心液分成三份，乙酸酸化 后加入K4Fe(CN) 6 ，如出现红棕色沉淀，2+2+表明有Cu； 6mol/L乙酸酸化 后加入K2CrO4，如出现黄色沉淀，则说明有Pb；将3+离心液加入至新制Na2SnO2( 或写作 Na2 Sn(OH)4 ) 溶液，如有黑色沉淀， 则说明有 Bi。2+ Fe(CN) 64-2Cu Cu2Fe(CN) 6 （红棕色沉淀）2+2-Pb+ CrO4 PbCrO4（黄色沉淀）3+2-2-2Bi+ 3 SnO2+ 6OH 2Bi （黑色沉淀） + 3 SnO 3 + 3H2O将之前得到的 Hg、As、Sb和 Sn的硫代酸盐用3mol/L 盐酸 处理， 硫代酸盐 分

9、解，析出硫化物。? Sb、Sn 的鉴定：将用 3mol/L 盐酸处理得到的沉淀洗涤后加入8mol/L盐酸， Sb 和 Sn 溶解，存在形式为3-和 SnCl 62- 。SbCl 6将溶液分为两份，一份检验Sn：4+2+HgCl将还原铁粉加入溶液，还原Sn 为 Sn，之后加入溶液，如果有灰色或黑色沉2淀，则表明 Sn 存在：SnCl 62-2-2+-+Fe SnCl 4+Fe+ 2Cl2-+ 2HgCl2 Hg2Cl 2（白色） + SnCl2-SnCl 46SnCl2-+ Hg Cl2-2 2 Hg （黑色） + SnCl 426另一份检验Sb:亚硝酸钠3+5+罗丹明 B在溶液中加入固体，将S

10、b氧化为Sb，然后加入红色的，如有蓝色或紫色沉淀产生，则表明Sb 存在。该沉淀可以被苯萃取，得到紫红色的苯溶液。Sn(IV) 的存在不影响此鉴定。? As 的鉴定：将鉴定Sb和Sn过程中用8mol/L 盐酸未溶解的固体洗涤，加入 12%(NH4) 2CO3加热，使 As2S3 溶解：2- AsS33-3-As2S3 + 3CO3+ AsO3+ 3CO2离心分离，溶液中含AsHg，剩余沉淀含。取出溶液，加入3mol/L HCl，如果As存在，将产生黄色的As S沉淀。2 32+?Hg 的鉴定：将上一步所得沉淀洗涤之后用 王水处理，将其溶解。溶解之后通过煮沸去除王水。-+ 3HgCl2-3HgS

11、+ 2NO+ 12Cl+ 8H4+3S+2NO+4H O32之后加入 SnCl2 溶液，如果产生由白至黑的沉淀，则说明存在2+Hg 。第三组阳离子的分析：Al3+3+3+2+2+2+2+Ni2+本组离子包括Cr、Fe Fe Mn ZnCo和共8种（实为7种元素） ，、它们在鉴定时不需组内特别分离。本组的组试剂为NH3-NH4Cl存在下的 (NH4) 2S（或 TAA，加热）， 铁、锰、锌、钴、镍 均以硫化物沉淀，铝、铬以氢氧化物的形式沉淀。借此与第四组阳离子分离。注意事项：3-NH4Cl 缓冲溶液 调节溶液 pH在 9.0 左右，确保 Al3+3+?和 Cr沉淀本组需要用 NH2+完全，防止第

12、四组的Mg 产生沉淀。?为防止硫化物形成胶体，需要加入NH4Cl 并加热。? 产生的沉淀不宜久置，否则 CoS和 NiS 会因为构型改变而难溶。上一组分析留下酸性溶液，溶液用氨水中和至碱性，并加入NH4Cl ，再加入 (NH4) 2S 或 TAA并加热（约 10min）。将所得沉淀用热的稀硝酸溶解，之后逐一鉴定组内离子。?Fe3+的鉴定2+3+2+溶液中的Fe 全部被氧化成Fe ，如需确定铁的价态，取原液鉴定。Fe 可与 铁氰化钾形成蓝色的 KFeFe(CN)6 沉淀，或者与 邻二氮菲 在弱酸性溶液中形成 橙红色 可溶络合物。其他阳离子均不干扰这两个反应。3针对 Fe +，可以用 NH4SCN

13、或 K4Fe(CN)6 鉴别，前者产生可溶性血红色络合物，后者产生 普鲁士蓝 沉淀。其他阳离子不干扰。K+3+4-?+ Fe+ Fe(CN) 6= KFeFe(CN) 6 2+?Mn 的鉴定 ：2+-在强酸性条件下， Mn 可以被 NaBiO3、PbO2 或 (NH4) 2S2O8（ Ag 离子催化） 氧化为 MnO4，产生淡紫红色的溶液。2+ 5NaBiO+-3+2Mn+ H = 2MnO+ 5Bi+ 5Na + 7H O342? Cr3+的鉴定：NaOH使 Cr3+-H2O2 将其氧化为在溶液中加入稍过量的转化为 Cr(OH) 4 。之后，用CrO2-H SO乙醚正戊醇H O。用（或），再

14、加入42 4 酸化后加入2 2，如果有机层有蓝色的过氧化铬（ CrO ）Cr3+产生，则说明存在。5? Ni 2+的鉴定：在溶液中加入H2O2，将二价亚铁氧化为三价铁，排除亚铁的干扰。加入氨水将溶液调为3+2+碱性，并用 酒石酸 或柠檬酸 将 Fe 和 Mn 等阳离子掩蔽，之后加入丁二酮肟，如产生桃红色沉淀，则说明存在Ni 2+。注：镍和丁二酮肟的络合物在酸性条件下分解。2+?Co 的鉴定：3+在溶液中加入NH4F 将 Fe 掩蔽，再加入 丙酮和饱和 NH4SCN溶液 。如溶液出现蓝色，2+则说明有 Co 。2+?Zn 的鉴定：3+在溶液中加入NH4F 将 Fe 掩蔽，再加入 (NH4) 2H

15、g(SCN)4 溶液，如果产生白色晶体沉2+2+淀，则说明有Zn 。如果溶液中有微量Co ，将迅速产生天蓝色的沉淀（混晶）。（如2+果没有，滴加几滴Co ）?2+ Hg(SCN) 42-Zn= ZnHg(SCN)4?2+ Hg(SCN)2-Co= CoHg(SCN) 442min2+注：如果沉淀产生缓慢（超过Zn。），则不能说明存在? Al 3+的鉴定：HAc-NaAc铝试剂Al3+在溶液中加入，如出现鲜红色沉淀，则存在。缓冲溶液，再加入如果存在干扰离子，试液用Na2CO3-Na2O2 处理。第四组阳离子的分析：本组离子包括2+2+2+2+种离子。本组无组试剂。Ca、Mg、Ba、Sr、K、Na

16、和4，共7NH注意事项：?2-2-2+第三组阳离子沉淀后的离心液不可久置，以防溶液中的 S被氧化为 SO4，导致Sr2+和 Ba 沉淀而丢失。+? NH4 应取未加入任何组试剂的原试液检验。将离心液蒸干并灼烧，除去铵盐。冷却之后加入适量稀盐酸溶解。? NH4+的鉴定：+将原试液取样，加入浓 NaOH并加热，使NH4 转化为 NH3 检验。 NH3 遇到湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝。+此外， NH4 还能使碱性的 碘化汞钾 (K2 HgI4) ，即和奈斯勒试剂反应，产生橙红色沉淀。+ HgI42-+-NH4OH OHgNH2I + 3H 2O + 7I2+2+?Ba 和 Sr的鉴定：取以上用稀盐

17、酸溶解的试液，加入过量溶液，使pH在4 5之间。加入24，NaAcK CrO2+pHHAc如有黄色沉淀， 则说明有Ba。滤液调节，使酸性减弱， 如有黄色沉淀， 再加入，2+如黄色沉淀溶解，则说明有Sr 。注： BaCrO4 不溶于乙酸，而SrCrO4 溶于乙酸。它们都溶于强酸且不溶于氢氧化钠和氨2+水。另外，在溶液中加入玫瑰红酸钠，Ba 与之形成鲜红色沉淀。2+?Ca 的鉴定：在试液中加入饱和(NH4) 2SO4，离心分离，取溶液。CaSO4(s) + (NH 4) 2SO4(aq) = (NH 4) 2Ca(SO4) 2(aq)2+离心液中加入 (NH4) 2 C2O4，如有白色沉淀，则表示

18、Ca 存在。2+? Mg 的鉴定：2+将溶液调用 氨水 调为为碱性，加入镁试剂 I ，如果产生 天蓝色沉淀 ，则示有 Mg 。? K+的鉴定：将溶液调为中性后加入HAc酸化，再加入Na Co(NO)黄色沉淀，则表明存32 6，如出现+在 K 。?+3-2 K+ Na+ Co(NO2) 6 = K2NaCo(NO2) 6 +或者将溶液调为中性后加入四苯硼钠 ，如出现白色沉淀，则说明存在K 。+-= KB(C 6H5) 4 ?K + B(C 6H5) 4? Na+的鉴定：2+在溶液中加入饱和Ba(OH)2 至碱性，加入过量 (NH4) 2CO3 除去 Ba ，再将溶液蒸干灼烧至恒重。取少量水溶解，

19、加入少许醋酸和几滴乙醇。加入过量乙酸铀酰锌+(ZnUO2(CH3COO)4) 或 乙酸铀酰镁 ，如有柠檬黄色结晶，则示有Na 存在。+2+3 UO22+3-+9 H2 =23392NaZn9 CH COOONaZn(UO) (CH COO)9H O此外，碱金属和碱土金属（镁除外）有时候还可以通过特征的焰色反应 来鉴别。两酸两碱系统分析法+2+3+本法先检出 NH4 、 Na 、 Fe 和 Fe 。再进行以下操作：+2+2+? 加入 HCl 沉淀出 Ag 、Hg2 、Pb ， 分别检验；2+2+2+? 取上一步的溶液加入 H2SO4 和 乙醇 ，沉淀出 Pb 、Ba 和 Ca ，分别检验；?取上

20、一步的溶液加入3-NH4Cl 和 H2O2，沉淀出2+3+3+3+4+Hg 、Al、Bi、Cr、Sn 、NH3+3+5+2+Fe 、 Sb 、Sb 和 Mn ，分别检验；2+2+2+2+2+? 取上一步的溶液加入过量 NaOH，沉淀出 Cu 、Ni 、 Cd 、Mg 和 Co ，再分别检验；+2+? 剩余 As(III) 、 As(V) 、 Na 、Zn 、 NH4 和 K 。阴离子分析常见的阴离子按照其性质可分为三组。第一组阴离子的分析：2-2-2-2-稀硫酸第一组阴离子包含CO 、HCOCHCOO、S、SO、S O和NO，组试剂是。33、332 32?2-CO2，通入澄清的石灰水，石灰水先

21、变浑浊，后澄清。3和 HCO3 遇到稀硫酸放出CO?-CHCOOHFeClCHCOO3 检验，如果变血红色，则3和稀硫酸作用，生成3，用黄色的-Fe 3O(OAc)6(H2O)3OAc）示有 CH3COO。生成桥联配合物碱式乙酸铁（-?除此之外， 在含 CH3COO中加入 浓硫酸 和 戊醇 ，加热反应， 生成 乙酸戊酯 ，有特殊的水果香味。 另一种方法是利用 La(NO3) 3 和 I 2 在氨性溶液中生成 暗蓝色沉淀来鉴别。2-? S 遇到 稀硫酸 放出 H2S，使 醋酸铅 试纸变 黑 ，或使 硝普钠（又称亚硝基铁氰化钠 Na Fe(CN)5NO2H O）溶液变紫。222-2-SO2，可以使

22、酸化的KMnO4褪色，或使酸化的?3和S2O3 被酸化时均会放出SOK Cr O2-硫由橙变绿，也可让碱性品红褪色。但不同的是S O会产生乳黄色的单质沉22 72 3淀。-? NO2 遇到稀硫酸， 在冰水中得到 浅蓝色溶液 ，如果是室温， 则放出红棕色有刺激性臭味的气体（ NO2），另外，这种气体能使淀粉 - 碘化钾试纸 变蓝。?另外，-HAc 加入至含有-2 的一个特效反应是，将NO2 的溶液中，再加入NO对氨基苯磺酸 ，发生 重氮化反应 ，与 - 萘胺 生成 红色 的 偶氮化合物 。第二组阴离子的分析：-2-第二组阴离子包含 Cl、 Br、 I、NO3 和 C2O4，组试剂是 浓硫酸 。?

23、Cl铬酰氯试验鉴定。当ClK Cr O与浓H SO加热时，会产生CrO Cl2- 可以通过- 和2 2 72 422-蒸气，蒸气通入NaOH，产生 Na2CrO4， CrO4 与 Pb(CH3COO)2 作用，产生 黄色沉淀。?-CHCl3、 CCl4、C6H6 或 CS2 中的显色得到。含 Br2Br 和 I 可以通过其单质形态在的显深红色，含I 2 的显紫色。-?如果用氯气氧化，则需注意过量的氯会将I氧化为 IO3 而褪色。对于溴，可能出现Br2 的深红色，也可能出现BrCl 的 黄色 。?3-可以通过 棕色环试验 或用 硫酸 - 二苯胺 来鉴别。前者产生棕色环，后者产生NO深蓝色环。-?

24、如果溶液中同时含有NO2 ，需要事先除去。 方法是在酸性环境中，加入尿素，加热使其分解。也可用浓氯化铵溶液并加热，使其归中到氮气。?另外，-3 也可以在HAc环境中，用 锌使其还原为 NO2 ，再检验NO2 。NO2-? C2O4 在被浓硫酸处理时， 会放出 CO2 和 CO，其中 CO2 可以使澄清的石灰水变浑浊。2-C2O4 本身可以使酸化的KMnO4褪色，并与 CaCl2 反应产生沉淀。第三组阴离子的分析：2-3-3-第三组阴离子包含SO4 、 PO4 和 BO3 ，它们在硫酸中几乎无作用。2-? SO4 可用 BaCl2 鉴定，反应产生 BaSO4不溶于任何酸碱。3-? PO4 则在 HNO3下与 钼酸铵 反应，产生黄色沉淀。此沉淀溶于氨水或碱；在酸性环境下，可以氧化联苯胺，得到蓝色产物。钼酸铵和磷酸根离子反应，产生黄色沉淀；产生的磷钼酸铵 被 抗坏血酸 还原3-2-需要加 酒石酸 来消除干扰。玻璃器皿可能产生微量的注：溶液中的 AsO4和 SiO32-SiO3 。3-乙醇甲醇浓硫酸绿色火3