实验二十二 常见阳离子的分离与鉴定实验二十二 常见阳离子的分离与鉴定 (( 一一 ))

一、实验目的一、实验目的

巩固和进一步掌握一些金属元素及其化合物的性质。了解常见阳离子混合液的分离和检出的方法以及巩固检出离子的操作。

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。

因而要想掌握分离检出的方法就要熟悉离子的基本性质。

离子的分离和检出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、络合等平衡）的规律控制反应条件。这对于我们进一步了解离子分离条件和检出条件的选择将有很大帮助。

用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，重点在于应用这种差异性将离子分离。

二、实验用品二、实验用品 仪器：试管 (10 mL) 、烧杯 (250 mL) 、离心机、离心试管 固体药品：亚硝酸钠 液体药品：未注明单位者为 mol·L-1 HCl(2 、 6 、浓 ) 、

H2SO4(2) 、 HNO3(6) 、 HAc(2 、 6) 、 NaOH(2 、 6) 、 NH3·H2

O(6) 、 KOH(2) 、 NaCl(1) 、 KCl(1) 、 MgCl2(0.5) 、 CaCl2(0.5) 、BaCl2(0.5) 、 AlCl3(0.5) 、 SnCl2(0.5) 、 Pb(NO3)2(0.5) 、 SbCl3(0.

1) 、 HgCl2(0.2) 、 Bi(NO3)3(0.1) 、 CuCl2(0.5) 、 AgNO3(0.1) 、ZnSO4(0.2) 、 Cd （ NO3 ） 2(0.2) 、 Al(NO3)3(0.5) 、 NaNO3(0.5) 、Ba(NO3)2(0.5) 、 Na2S(0.5) 、 KSb(OH)6( 饱和 ) 、 NaHC4H4O6

( 饱和 ) 、 (NH4)2C2O4( 饱和 ) 、 NaAc(2) 、 K2CrO4(1) 、 Na2CO

3( 饱和 ) 、 NH4Ac(2) 、 K4[Fe(CN)6](0.5) 、镁试剂、 0.1 ％铝试剂、罗丹明 B 、苯、 2.5 ％硫脲、 (NH4)2[Hg(SCN)4] 试剂。

材料：玻璃棒、 pH 试纸、镍丝

三、实验内容三、实验内容

（一）碱金属、碱土金属离子的鉴定 1.Na+ 鉴定

在盛有 0.5mL1mol·L –1 NaCl 溶液的试管中，加入

0.5mL 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 0.5mL1mol·L-1 KCl 溶液的试管

中，加入 0.5mL 饱和酒石酸氢钠 NaHC4

H4O6 溶液，如有白色结晶状沉淀产生，

示有 K+ 存在。如无沉淀产生，可用玻棒摩擦试管壁，再观察。写出反应方程式。

3.Mg 2+ 的鉴定

在试管中加 2 滴 0.5mol·L-1 MgCl2 溶

液，再滴加 6mol·L-1 NaOH 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，搅拌之，生成蓝色沉淀，示有 Mg 2+ 存在。

4.Ca 2+ 的鉴定

取 0.5mL0.5mol·L-1 CaCl2 溶液于离心试管

中，再加 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 6mol·L-1 HAc 溶液而溶于 2mol·L

-1 盐酸，示有 Ca 2+ 存在。写出反应式。

5.Ba 2+ 的鉴定

取 2 滴 0.5mol·L –1 BaCl2 于试管中，

加入 2mol·L –1 HAc 和 2mol·L –1 NaA

c 各 2 滴，然后滴加 2 滴 1mol·L –1 K

2CrO4 ，有黄色沉淀生成，示有 Ba 2+

存在。写出反应式

6.Sn 2+ 的鉴定

取 5 滴 0.5mol·L –1 SnCl2 试管中，逐滴

加入 0.2mol·L –1 HgCl2 溶液，边加边

振荡，若产生的沉淀由白色变为灰色，然后变为黑色，示有 Sn 2+ 存在。

（二） p区和 ds区部分金属离子的鉴定

1.Al 3+ 的鉴定

取 2 滴 0.5mol·L –1 AlCl3 溶液于小试管中，

加 2 ～ 3 滴水， 2 滴 2mol·L –1 HAc 及 2

滴 0.1% 铝试剂，搅拌后，置水浴上加热片刻，再加入 1 ～ 2 滴 6mol·L –1 氨水，有红色絮状沉淀产生，示有 Al 3+ 存在。

3.Pb 2+ 的鉴定

取 5 滴 0.5mol·L –1 Pb(NO3)2 试液于

离心试管中，加 2 滴 1mol·L –1 K2Cr

O4 溶液，如有黄色沉淀生成，在沉

淀上滴加数滴 2mol·L –1 NaOH 溶液，沉淀溶解，示有 Pb 2+ 存在。

4.Sb 3+ 的鉴定

取 5 滴 0.1mol·L –1 SbCl3 试液于离心试管

中，加 3 滴浓盐酸及数粒亚硝酸钠，将 S

b( ) 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 Sb 3+ 存在。

5.Bi 3+ 的鉴定

取 1 滴 0.5mol·L –1 Bi(NO3)3 试液于试

管中，加 1 滴 2.5% 硫脲，生成鲜黄色配合物，示有 Bi 3+ 存在。

6.Cu 2+ 的鉴定

取 1 滴 0.5mol·L –1 CuCl2 试液于试管中，

加 1 滴 6mol·L-1HAc 溶液酸化，再加 1 滴

0.5mol·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 Cu

2+ 存在。

7.Ag+ 的鉴定取 5 滴 0.1 mol·L -1 AgNO3 试液于试管中，

加 5 滴 2mol·L-1 盐酸，产生白色沉淀。在沉淀中加入 6 mol·L -1 氨水至沉淀完全

溶解。此溶液再用 6 mol·L -1 HNO3 溶液

酸化，生成白色沉淀，示有 Ag+ 存在。

8.Zn 2+ 的鉴定

取 3 滴 0.2 mol·L –1 ZnSO4 试液于试管中，

加 2 滴 2 mol·L –1 HAc 溶液酸化，再加入

等体积硫氰酸汞铵（ NH4 ） 2[Hg(SCN)4]

溶液，摩擦试管壁，生成白色沉淀，示有 Zn 2+ 存在。

9.Cd 2+ 的鉴定

取 3 滴 0.2 mol·L –1 Cd(NO3)2 试液于

小试管中，加入 2 滴 0.5 mol·L –1 Na2

S 溶液，生成亮黄色沉淀，示有 Cd 2

+ 存在。

10.Hg 2+ 鉴定

取 2 滴 0.2 mol·L –1 HgCl2 试液于小试管

中，逐滴加入 0.5 mol·L –1 Na2S 溶液，边

加边振荡，观察沉淀颜色变化过程，最后变为灰色，示有 Hg 2+ 存在（该反应可作为 Hg 2+ 或 Sn 2+ 的定性鉴定）。

（三）部分混合离子的分离和鉴定

取 Ag+ 试液 2 滴和 Cd 2+ 、 Al 3+ 、 B

a 2+ 、 Na+ 试液各 5 滴，加到离心试管中，混合均匀后，按下表进行分离和鉴定。

1.Ag+ 的分离和鉴定 在混合试液中加 1 滴 6 mol·L -1 盐酸，剧烈搅拌，在沉

淀生成时再加 1 滴 6 mol·L -1 盐酸至沉淀完全，搅拌片刻，离心分离，把清液转移到另一支离心试管中，按(三 )-2处理。沉淀用 1 滴 6 mol·L -1 盐酸和 10 滴蒸馏水洗涤，离心分离，洗涤液并入上面的清液中。在沉淀上加入 2 ～ 3 滴 mol·L -1 氨水，搅拌，使它溶解，

在所得清液中加入 1 ～ 2 滴 6 mol·L -1 HNO3 溶液酸化，

有白色沉淀析出，示有 Ag+ 存在。。

2.A l 3+ 的分离和鉴定

往 (三 )-1 的清液中滴加 6 mol·L –1 氨水至显碱性，搅拌片刻，离心分离，把清液转移到另一支离心试管中，按 (三 )-3处理。沉淀中加入 2 mol·L –1 HAc 各 2 滴，再加入2 滴铝试剂，搅拌后微热之，产生红色沉淀，示有 A l 3+ 存在。

3.Ba 2+ 的分离和鉴定 在 (三 )-2 的清液中滴加 6 mol·L -1 H2SO4 溶液至产

生白色沉淀，再过量 2 滴，搅拌片刻，离心分离，把清液转移到另一支试管中，按三 -4处理。沉淀用热蒸馏水 10 滴洗涤，离心分离，清液并入上面的清

液中。在沉淀中加入饱和 Na2CO3 溶液 3 ～ 4 滴，搅

拌片刻，再加入 2 mol·L -1 HAc 溶液和 2 mol·L -1 Na

Ac 溶液各 3 滴，搅拌片刻，然后加入 1 ～ 2 滴 1 m

ol·L -1 K2CrO4 溶液，产生黄色沉淀，示有 Ba 2+ 存在。

四、思考题四、思考题

1. 溶解 CaCO3 、 BaCO3 沉淀时，为什么

用 HAc 而不用 HCl 溶液？

2. 用 K4[Fe(CN)6] 检出 Cu 2+时，为什么

要用 HAc 酸化溶液？

3. 在未知溶液分析中，当由碳酸盐制取铬酸盐沉淀时，为什么必须用醋酸溶液去溶解碳酸盐沉淀，而不用强酸如盐酸去溶解？

4. 在用硫代乙酰胺从离子混合试液中沉淀 Cd 2+ 、Hg 2+ 、 Bi 3+ 、 Pb 2+ 等离子时，为什么要控制溶液的酸度为 0.3 mol·L –1 ? 酸度太高或太低对分离有何影响？控制酸度为什么用盐酸而不用硝酸？在沉淀过程中，为什么还要加水稀释溶液？

五、实验习题五、实验习题1. 选用一种试剂区别下列四种溶液。KCl, Cd(NO3)2, AgNO3, ZnSO4

2. 选用一种试剂区别下列四种离子。Cu 2+, Zn 2+, Hg 2+, Cd 2+

3. 用一种试剂分离下列各组离子。（ 1 ） Zn 2+ 和 Cd 2+ (2) Zn 2+ 和 A l 3+ （ 3 ） Cu 2+ 和 Hg 2+ (4)Zn 2+ 和 Cu 2+ (5)Zn 2+ 和 Sb 3+