实验二十二

常见阳离子的分离与鉴定（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。

常见离子的定性分析

阳离子：Ag+ 、 Pb2+ 、 Hg2

2+ 、 Cu2+ 、 Cd2+ 、 Bi3+ 、 A

s(Ⅲ、Ⅴ ) 、 Sb(Ⅲ、Ⅴ ) 、 Sn(Ⅱ、Ⅳ ) 、 Fe3

+ 、 Fe2+ 、 Al3+ 、 Cr3+ 、 Mn2+ 、 Hg2+ 、 Zn2+ 、Co2+ 、 Ni2+ 、 Ba2+ 、 Sr2+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 N

a+ 、 K+ 和 NH4+ 等

阴离子： SO42- 、 SO3

2- 、 S2O32- 、 CO3

2- 、 PO43- 、

AsO43- 、 SiO3

2- 、 CN- 、 Cl- 、 Br- 、 I- 、 S2- 、

NO3- 、 NO2

- 等

范范围围

常见阳离子与常见试剂的反应• 与与 HClHCl 反应反应• 与与 HH22SOSO44 反应反应• 与与 NaOHNaOH 反应反应• 与与 NHNH33 反应反应

• 与与 (NH(NH44))22COCO33 反应反应

• 与与 HH22SS 或或 (NH(NH44))22SS 反应反应

与 HCl 反应Ag+

Pb2+

Hg22+

HCl PbCl2 °×£¬ÈÜÓÚÈÈË®

Hg2Cl2 °×

AgCl °×£¬ÈÜÓÚ°±Ë®

与 H2SO4 反应Ba2+

Sr2+

Ca2+

SrSO4 °×

Hg2SO4 °×

BaSO4 °×

Pb2+

Hg22+

H2SO4CaSO4 °×

PbSO4 °×£¬ÈÜÓÚNH4Ac£¬Éú³ÉPb£¨ Ac£©3-

与 NaOH 反应

（一）生成两性氢氧化物沉淀，能溶于过量 NaOH 的有：

Al3+

Cr3+

Zn2+

Pb2+

Sb3+

NaOH

Sn2+

Sn4+

Cu2+

ÊÊÁ¿

Al(OH)3 °×

Cr(OH)3 »ÒÂÌ

Zn(OH)2 °×

Pb(OH)2 °×

SbO(OH) °×

Sn(OH)2 °×

Sn(OH)4»òH4SnO4 °×

Cu(OH)2 dzÀ¶Å¨NaOH£¬¼ÓÈÈ ÉÙÁ¿Èܽ⣬Éú³ÉCuO2

2- ˦

NaOH¹ý Á¿

AlO2- ÎÞ É«

CrO2- ÁÁÂÌ

ZnO22-ÎÞÉ«

PbO22-ÎÞÉ«

SbO2- ÎÞÉ«

SnO22-ÎÞÉ«

SnO32-ÎÞ É«

与 NaOH 反应

（二）生成氢氧化物、氧化物或碱式盐沉淀，不溶于过量 NaOH 的有：

Mg2+

Fe3+

Fe2+

Mn2+

Cd2+ NaOH

Ag+

Hg2+

Hg22+

Mg(OH)2 °×

Fe(OH)3 ºì ×Ø

Fe(OH)2 dzÂÌ

Mn(OH)2 dz·Ûºì É«

Cd(OH)2 °×

Ag2O ºÖ

HgO Ȯ

Hg2O ºÚ

ŨNaOHCo2+

Ni2+

¼îʽÑÎ À¶

¼îʽÑΠdzÂÌ

ŨNaOHÉÙÁ¿Éú³ÉFeO2

-

¿ÕÆøÖÐO2 Fe(OH)3 ºì ×Ø

¿ÕÆøÖÐO2 MnO(OH)2 ×غÖ

Co(OH)2 ·Ûºì

Ni(OH)2 ÂÌ

与 NH3 反应

（一） 生成氢氧化物、氧化物或碱式盐沉淀，能溶于过量氨水，生成配离子的有：Cd2+

Cu2+

ÊÊÁ¿NH3

Ag+

Zn(OH)2 °×

Ag(NH3)2+ ÎÞÉ«

Cd(OH)2 °×

Ag2O ºÖ

Co2+

Ni2+

¼îʽÑÎ À¶

¼îʽÑÎ À¶ÂÌ

¿ÕÆøÖÐO2

Zn2+

¼îʽÑΠdzÂÌ

¹ý Á¿NH3

Cu(NH3)42+ ÉîÀ¶

Cd(NH3)42+ ÎÞÉ«

Zn(NH3)42+ ÎÞÉ«

Co(NH3)62+ ÍÁ»Æ

Ni(NH3)62+ µ ×Ï

Co(NH3)63+ ·Ûºì

与 NH3 反应

（二）生成氢氧化物或碱式盐沉淀，不与过量的 NH3生成配离子的有：

Fe3+Cr3+

NH3

Al3+

Mg(OH)2 °×

Mn2+

Sn2+

¿ÕÆøÖÐO2

Fe2+

Sn4+

Pb2+

Mg2+

Hg2+

Hg22+

Al(OH)3 °×

Fe(OH)3 ºì ×Ø

Fe(OH)2 dzÂÌ

Mn(OH)2 dz·Ûºì

Sn(OH)2 °×Sn(OH)4 °×

Cr(OH)3 »ÒÂÌ

¼îʽÑÎ °×

HgNH2Cl °×

HgNH2Cl °×£«Hg ºÚ

¿ÕÆøÖÐO2

Fe(OH)3 ºì ×Ø

MnO(OH)2 ×غÖ

与 (NH(NH44))22COCO

33 反应反应

• BaBa2+2+ 、、 SrSr2+2+ 、、 CaCa2+2+ 、、 MnMn2+2+ 和和 AgAg++ 与与(NH(NH44))22COCO33 反应，生成白色的碳酸盐沉淀。反应，生成白色的碳酸盐沉淀。

• PbPb2+2+ 、、 BiBi3+3+ 、、 CuCu2+2+ 、、 CdCd2+2+ 、、 HgHg2+2+ 、、 FeFe3+3+

、、 FeFe2+2+ 、、 ZnZn2+2+ 、、 CoCo2+2+ 、、 NiNi2+2+ 、、 MgMg2+2+ 与与(NH(NH44))22COCO33 反应，生成碱式碳酸盐沉淀。反应，生成碱式碳酸盐沉淀。

• AlAl3+3+ 、、 CrCr3+3+ 、、 SnSn2+2+ 、、 SnSn4+4+ 、、 SbSb3+3+ 与与(NH(NH44))22COCO33 反应，生成氢氧化物沉淀。反应，生成氢氧化物沉淀。

• HgHg222+2+ 与与 (NH(NH44))22COCO33 反应，先生成反应，先生成 HgHg22COCO33

，迅速分解变黑，反应式如下：，迅速分解变黑，反应式如下：

与 (NH(NH44))22COCO

33 反应反应

Hg22+ + CO3

2- Hg2CO3↓

HgO↓ ++ Hg↓ CO2↑

黄 黑

与 H2S 或 (NH4)2S 反应

（一）在～（一）在～ 0.30.3M M HClHCl 溶液中通入溶液中通入 HH22SS ，能生成沉淀的有：，能生成沉淀的有：

Sb3+

As3+

Ag+

Sn2+

Sn4+

Pb2+

As(V)

Hg2+

Hg22+

Bi3+

Cd2+

Cu2+

Sb(V)

~0.3MHCl

H2S

Ag2S ºÚ

PbS ºÚ

CuS ºÚ

CdS Ȯ

Bi2S3 ºÖ

ÈÜÓÚÈÈHNO3

HgS £« Hg ºÚ

HgS ºÚÈÜÓÚÍõ Ë®

As2S3 Ȯ

As2S3 »Æ²» ÈÜÓÚŨHCl£¬ÈÜÓÚNaOH

Sb2S5 ³È

Sb2S3 ³È

SnS2 Ȯ

ÈÜÓÚŨHCl£¬Ò²ÈÜÓÚNaOH

SnS ºÖ ÈÜÓÚŨHCl£¬²» ÈÜÓÚNaOH

与 H2S 或 (NH4)2S 反应（二）在～ 0.3M HCl 溶液中通入 H2S ，沉淀分出后，再加 (NH4)2S 或在氨性溶液中通入 H2S ，能生成沉淀的有：

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Zn2+

Co2+

Ni2+

Al3+

Cr3+

(NH4)2S

MnS 浅粉红色

FeS ºÚ

Fe2S3 £« FeS ºÚ

ZnS °×

¦Á£ CoS ºÚ

¦Á£ NiS ºÚ

Al(OH)3 °×

Cr(OH)3 »ÒÂÌ

溶于稀HCl

·ÅÖûò¼ÓÈÈ ¦Â£ CoS

¦Â£ NiS²» ÈÜÓÚÏ¡ HCl£¬ÈÜÓÚHNO3

ÈÜÓÚÇ¿¼î¼°Ï¡ HCl

常见阳离子系统分析 ——硫化氢系统分组方案

此方法是以各阳离子的硫化物溶解此方法是以各阳离子的硫化物溶解性差异为基础，再根据各阳离子的氯化性差异为基础，再根据各阳离子的氯化

物，碳酸盐溶解性的不同，以物，碳酸盐溶解性的不同，以 HClHCl ，， HH22SS

，， (NH(NH44))22SS 和和 (NH(NH44))22COCO33 为组试剂将常见的为组试剂将常见的

阳离子分成五个分析组。阳离子分成五个分析组。

HClHCl ，， ΔΔ

HH22OO22,0.3mol/L HCl,NH,0.3mol/L HCl,NH44II 及及 HH22SS

NHNH33+NH+NH44Cl, (NHCl, (NH44))22SS

IIII 组组

硫化氢组硫化氢组

NHNH33+NH+NH44Cl,(NHCl,(NH44))22COCO33

AgClAgClHgHg22ClCl22

ⅠⅠVV 组试液组试液

ⅡⅡVV 组组

PbS HgSPbS HgSBiBi22SS3 3 AsAs22SS33

CuS SbCuS Sb22SS33

CdS SnSCdS SnS22

II 组组 盐酸组盐酸组

Al(OH)Al(OH)3 3 MnSMnS

Cr(OH)Cr(OH)3 3 CoSCoS

FeFe22SS3 3 NiSNiS

FeS ZnSFeS ZnS

IIIIIIVV 组组

IIIIII 组组

硫化铵组硫化铵组

IVIV ，， VV 组组

BaCOBaCO33

SrCOSrCO33

CaCOCaCO33

IV IV 组组

碳酸铵组碳酸铵组

MgMg2+ 2+ KK+ +

NaNa++ NH NH44

++

VV 组组

可溶组可溶组

硫化氢系统分组步骤示意图硫化氢系统分组步骤示意图

实验内容（ 1）一、碱金属、碱土金属离子的鉴定一、碱金属、碱土金属离子的鉴定1. Na1. Na++ ：：

3UO22++Zn2++Na++9Ac-+9H2O=

3UO2(Ac)2·Zn(Ac)2·NaAc·9H2O↓

Na++Sb(OH)6-= NaSb(OH)6↓

2. K+ ：

KCl + NaHC4H4O6 = KHC4O6↓ + NaCl

2K++Na+ + [Co(NO2)6]3-=K2Na[Co(NO2)6]↓

3. Mg3. Mg2+2+ ：：

Mg2++HPO42-+NH3·H2O+ 5H2O=MgNH4PO4·6H2O↓

Mg2+ + 天蓝色↓

（镁试剂）

4. Ca4. Ca2+2+ ：：

Ca2+ + C2O42-= CaC2O4↓

（钙试剂）

5. Ba5. Ba2+2+ ：： K2CrO4 法 pH4~5: Ba2++CrO4

2-=BaCrO4↓( 黄 )

BaCrO4↓ 区别于 PbCrO4( 黄 )↓— 溶于 NaOH

区别于 SrCrO4( 黄 )↓ — 溶于 HAc

区别于 Ag2CrO4( 红 )↓— 溶于 NH3

水。

二、二、 pp 区和区和 dsds 区部分金属离子的鉴定区部分金属离子的鉴定

实验内容（ 2）

1. Al1. Al3+3+ ：：

AlAl3+3+++

（铝试剂）

红色↓

4. Sb4. Sb3+3+ ：：

Sb3+ +4H+ +6Cl- +2NO2- =[SbCl6]- +2NO+2H2O

+

（罗丹明 B ）

紫色溶液

5. Bi5. Bi3+3+ ：：

BiBi3+3+++

（硫脲）

鲜黄色配合物

三、部分混合离子的分离与鉴定三、部分混合离子的分离与鉴定

实验内容（ 3）

HClHCl

AgClAgCl↓↓

AgAg++,Cd,Cd2+2+,Al,Al3+3+,,Ba2++,Na,Na++

CdCd2+2+,Al,Al3+3+,Ba,Ba2+2+,Na,Na++

Cd(NHCd(NH33))442+2+, Ba, Ba2+2+,Na,Na++

NH3∙H2O

Ag(NHAg(NH33))22++

AgClAgCl↓↓

白色

示有Ag+

NH3∙H2O

HNO3

Al(OH)3↓

红色↓

示有 Al3+

铝试剂 H2SO4

CdCd2+2+, Na, Na++

亮黄

示有 Cd2+

白色↓

示有 Na+

CdS↓

Na2S KSb(OH)6

BaSOBaSO44↓↓

Na2CO3

BaBa2+2+

NaAc-HAc

BaCOBaCO33↓↓

K2CrO4示有 Ba2+

BaCrO4↓

• 用用 KK44[Fe(CN)[Fe(CN)66]] 检出检出 CuCu2+2+ 时，为什么要用时，为什么要用HAcHAc 酸化溶液？酸化溶液？

• 分离分离 AgAg++ 和和 HgHg222+2+ ，除书中系统分离方案，除书中系统分离方案

外还可采取何种方案？外还可采取何种方案？• 离子的分离鉴定中，酸度的控制对结果有离子的分离鉴定中，酸度的控制对结果有

何影响？试举例说明。何影响？试举例说明。

思考题

下星期实验：实验二十五

请同学们回到实验室进行实验！