实验9 混合离子的分离鉴定

实验9混合离子的分离鉴定课程名称：无机化学实验本课内容：混合离子的分离鉴定授课对象：化学、材化等本科专业学生实验时间：5课时一、教学目的要求学生通过实验1.熟悉有关离子的特征反应2.了解分离鉴定离子的方法和操作；3.完成未知液成份分析。二、教学重点1.各离子的特征鉴定反应2.混合离子的分离鉴定方案设计三、教学难点混合离子的分离鉴定方案设计；四、教学方式课堂讲授：以多媒体为主，板书为辅：学生实验，教师现场巡回指导学生操作。五、讲授内容(一)实验目的(二)分离鉴定的有关知识(三)实验内容六、讲授方法和实验内容(一)实验目的强调本次实验目的：一是通过实验验证课本所学离子鉴定及离子特征反应的有关知识：二是培养学生独立思考和解决问题的能力：三、培养学生利用学校图书馆和网络资源查找所需资料的能力。(二)分离鉴定的有关知识1、离子鉴定反应：大都是在水溶液中进行的离子反应，选择那些迅速而变化明显的反应，如溶液颜色的改变，沉淀的生成或溶解、气体的产生等。还要考虑反应的灵敏性和选择性。2、常见阴离子的分离与鉴定金属元素较多，因而由它们形成的阳离子数目也较多。最常见的阳离子大约有二十余种。在阳离子的鉴定反应中，相互干扰的情祝较多，很少能采用分别分析法，大都需要采用系统分析法。完整且经典的阳离子分组法是硫化氢，系统分组法，根据硫化物的溶解度不同将阳离子分成五组。此方法的优点是系统性强，分离方法比较严密：不足之处是组试剂HS、NH)S242有臭味并有毒，分析步骡也比较繁杂。在分析已知混合阳离子体系时，如果能用别的方法分离干扰离子，则最好不用或少用硫化氢系统。常用的非硫化氢，系统的离子分离方法主要是利用氯化物、硫酸盐是否沉淀，氢氧化物是否具有两性，以及它们能否生成氨配合物等。绝大多数金属的氯化物易溶于水，只有AgC1、HgC1、PbC1难溶；AgC1可溶于2222+HH0;PbC1的溶解度较大，并易溶于热水，在Pb浓度大时才析出沉淀。3222+2+2+2+2+绝大多数疏酸盐易溶于水，只有Ca、Sr、Ba、Pb、Hg的疏酸盐难溶于水；CaS0242+的溶解度较大，只有当Ca浓度很大时才析出沉淀；PbS0可溶于HAc。443+3+2+2+3+2+4+2+能形成两性氢氧化物的金属离子有A1、Cr、Zn、P%b、Sb、Sn、Sn、Cu;在这些离子的溶液中加入适量NaOH时，出现相应的氢氧化物沉淀；加入过量Na0H后它+2+2+们又会溶解成多羟基配离子，除Ag、Hg、Hg离子加入NaOH后生成氧化物沉淀外，2其余均生成相应的氢氧化物沉淀。值得注意的是，Fe(OH)和Mn(OH)的还原性很强，在空22气中极易被氧化成Fe(OH)和Mn0(oH)。32+2+2+2+2+2+在Ag、Cu、Cd、Zn、Co、Ni溶液中加入适量NHH0时，形成相应的碱式32+盐或氢氧化物(Ag形成氧化物)沉淀，它们全都溶于过量HHO,生成相应的氨配离子：322+3+其中[Co(NH)]易被空气氧化成[Co(NH)]。其他的金属离子，除HgC1生成HgNHC1,363622HgC1生成HgNHC1和Hg外，绝大多数在加入氨水时生成相应的氢氧化物沉淀，并且不222会溶于过量氨水。3、常见阴离子的分离与鉴定由于阴离子间的相互干扰较少，实际上许多离子共存的机会也较少，因此大多数阴离子分析一般都采用分别分析的方法，只有少数相互有干扰的离子才采用系统分析法。常见的鉴别方法如下：(1)用pH试纸测试未知试液的酸碱性如果溶液呈酸性，哪些离子不可能存在，如果-1试液呈碱性或中性，可取试液数滴，用3mo1LHS0HC1酸化并水浴加热。若无气体产生，242-2-2-2-表示C0、N0、S、S0、S0等离子不存在；如果有气体产生，则可根据气体的颜色、32323臭味和性质初步判断哪些阴离子可能存在。(2)钡组阴离子的检验在离心试管中加入几滴未知液，加入12滴1mo1LBaC1溶液，22-2-3-2-2-观察有无沉淀产生。如果有白色沉淀产生，可能有S0、S0、P0、C0等离子(s0的浓434323-1度大时才会产生BaS0沉淀)。离心分离，在沉淀中加入数滴6mo1LHC1,根据沉淀是否23溶解，进一步判断哪些离子可能存在。(3)银盐组阴离子的检验取几滴未知液，滴加0.1mo1LAgN0溶液。如果立即生成黑32-2-2-色沉淀，表示有S存在：如果生成白色沉淀，迅速变黄变棕变黑，则有S0。但S0浓度2323--+3-2-3-大时，也可能生成Ag(S0)不析出沉淀。C1、Br、I、C0、P0都与Ag形成浅色沉淀，23234-1如有黑色沉淀，则它们有可能被掩盖。离心分离，在沉淀中加入6mo1LHN0,必要时加热。3-若沉淀不溶或只发生部分溶解，则表示有可能C1、B、I存在。(4)氧化性阴离子检验取几滴未知液，用稀HS0酸化，加CC156滴，再加入几滴244-1-2-0.1mo1LKI溶液。振荡后，CC1层呈紫色，说明有N0存在（若溶液中有S0等，酸化后423--N0先与它们反应而不一定氧化I,CC1层无紫色不能说明无N0)。242-1(5)还原性阴离子检验取几滴未知液，用稀H$0酸化，然后加入1~2滴0.01mo1L242-2-KM0溶液。若Mn0的紫红色褪去，表示可能存在S0、S0等离子44323。(三)、预习思考题1(根据实验内容设计详细的实验方案和操作步骤，包括所需仪器药品。见后2++2+3+2(通过阅读实验内容回答：配制CuAgPbBi的混合溶液，为什么用硝酸盐，而不用氯化物或硫酸盐，+2+AgPb的氯化物和硫酸盐为沉淀。(四)、实验内容1.分离并鉴定可能含有下列混合离子的未知液成分2++2+3+-3(1)CuAgPbBi(均为0.1mo1dm的硝酸盐)2++2+3+C1AgPbBi(10d)2M的HC14d完全沉淀，离心分离，清夜中加HC1,无沉淀生成2+3+AgC1白PbC1白CBi2加0.5m1热水浴加热40Na0H2+2-PbAgC1Bi(0HCu(OH)深蓝溶液342-0.1MKCr02NH离心分离Sn06MHC124322+黄色PbCr0B1(黑色)Cu(兰溶液)42++3+(示有Pb)PbC1白弃去Ag(NH)(示有Bi)6HAc+.01MFe(CN)2346酸化CFe(CN)红棕262+AgC1白示有Cu+(示有Ag)3+2+3+2+(2)FeNiCrZn(10d)2M的Na0H呈碱性多加5d,逐滴加3H0,加热，溶液呈黄色2,继续赶多余的双氧水，离心分离，热水洗沉淀两次2-2-Fe(0H)Ni(OH)(红棕色)Cr0Zn(oH)3244加2INH至碱性离心分离6C1中性+0.5Pb(Ac2d3)22+2-N1(NH)Fe(0H)Zn(0H)PbCr0黄沉淀34344+2+丁二酮H离心分离二苯硫棕水裕加热示有Pb3+桃红色Fe红色溶液2+2+(示有Ni)KSCN(示有Zn)3-nFe(NSC)(血红)n3+(示有Fe),·分离并鉴定可能含有下列混合离子的未知液成分---2-3-2-(1)C1BrI(2)C0P0S0344---C1BrI(10d)AgN0沉淀完全，离心分离，热水洗沉淀两次3清夜弃去AgC1AgBrAgINH温热搅拌3Ag(NH)AgBrAgI32+H加蒸馏水、锌粉、疏酸酸化、加热搅拌-AgC1(示有C1)--BrI溶液沉淀弃去加入四氯化碳，逐滴加氯水-CC1呈紫色（示有I)4继续滴加四氯化碳-CC1呈橙黄色（示有Br)42-3-2-(2)C0P0S03442MHC13-2-C0P0S02442-(示有C0)0.1MBaC1323-溶液P0BaS044加钼酸铵、硝酸酸化3-黄色晶状沉淀（示有P0)43,各部分相关反应方程式如下：1(1),,Ag,C1,AgC1,2,,Pb,2C1,PbC1,(热水溶解)22,2,,,Pb,Cr0,PbCr0,黄色44,,,,AgC1,2H,H0,AgHC1,H0323223,,,,Bi,30H,Bi0H,32,,,,Cu,20H,Cu0H,2,2,,,,,Cu0H,20H,[Cu0H1242,,2,,,Cu0H],4H,Cu,4H0242,2,3,,,,,,,Bi,3Sn0H,60H,2Bi,3Sn0H464,2,,,,,,,2Cu,,FeCN,Cu,FeN,棕红色2661(2)3,,Fe,30H,Fe(oH),32,,Ni,20H,N1(0H),(苹果绿沉淀)22,2,,,Zn,40H,Zn(0H)4,3,,,A1,40H,A1(0H)43,3,，,,,，，,，,,xFe,水，FeCN,KFeCNFe,蓝色沉淀66x2,2,,Ni,4H,H0,NiNH),nH0323423,n3,,,Fe,nSCN,Fe(NSC)(血红色)n2(1),Ag,Cl,AgCl,,Ag,Br,AgBr,,,Ag,I,AgI,,,,AgC1,2NH,HO,AgNHC1,2H032322H2,AgBr,Zn,,,2Ag,Zn,2Br,H2,,AgI,Zn,,2Ag,Zn,2I,1-2I,C1,2C1,I22,1-2Br,C1,2C1,Br222(2)2,,,，,,,,,(,H0