实验十九常见非金属阴离子的分离与鉴定

1、实验二十五实验二十五 常见非金属阴常见非金属阴离子的分离与鉴定离子的分离与鉴定 ?实验目的实验目的 ?学习和掌握常见阴离子的分离和鉴定方法,以及离子检出的基本操作。 实验原理 ?以以A族到族到族的族的22种非金属元素在种非金属元素在形成化合物时常常生成阳离子。形形成化合物时常常生成阳离子。形成阴离子的元素虽然不多，但是同成阴离子的元素虽然不多，但是同一元素常常不止形成一种阴离子。一元素常常不止形成一种阴离子。 ?阴离子多数是由两种和两种以上元素构阴离子多数是由两种和两种以上元素构成的酸根或配离子，同一种元素的中心成的酸根或配离子，同一种元素的中心原子能形成多种阴离子，例如：由原子能形成多种阴离

2、子，例如：由S可可2-2-2-2-以构成以构成S、SO3、SO4、S2O3、S2O8 2-等见的阴离子；由等见的阴离子；由N可以构成可以构成-NO-、NO等等。等等。 32?在非金属阴离子中，有的与酸作用生在非金属阴离子中，有的与酸作用生成挥发性的物质，有的与试剂作用生成挥发性的物质，有的与试剂作用生成沉淀，也有的呈现氧化还原性质。成沉淀，也有的呈现氧化还原性质。利用这些特点，根据溶液中离子共存利用这些特点，根据溶液中离子共存情况，应先通过初步试验或进行分组情况，应先通过初步试验或进行分组试验，以排除不可能存在的离子，然试验，以排除不可能存在的离子，然后鉴定可存在的离子。后鉴定可存在的离子。

3、?初步物质检验一般包括试液的酸碱性试初步物质检验一般包括试液的酸碱性试验，与酸反应产生气体的试验，各种阴验，与酸反应产生气体的试验，各种阴离子的沉淀性质、氧化还原性质。预先离子的沉淀性质、氧化还原性质。预先做初步检验，可以排除某些离子存在的做初步检验，可以排除某些离子存在的可能性，从而简化分析步骤。初步检验可能性，从而简化分析步骤。初步检验包括以下内容。包括以下内容。 ?一、试液的酸碱性试验一、试液的酸碱性试验 ?若试液呈强酸性，则易被酸分解的若试液呈强酸性，则易被酸分解的2-2-离子如：离子如：CO3、NO2、S-O等不等不23存在。存在。 ?二、是否产生气体的试验二、是否产生气体的试验 ?

4、若在试液中加入稀若在试液中加入稀H2SO4或稀或稀HCl溶液，有溶液，有气体产生，表示可能存在气体产生，表示可能存在CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、NO2-、等离子。根据生成气体、等离子。根据生成气体的颜色和气味以及生成气体具有某些反应，的颜色和气味以及生成气体具有某些反应，确证其含有的阴离子，如由确证其含有的阴离子，如由NO2-被酸分解生被酸分解生成红棕色成红棕色NO2气体，能将润湿的碘化钾淀粉气体，能将润湿的碘化钾淀粉试纸变蓝；由试纸变蓝；由S2-被酸分解产生被酸分解产生H2S气体可使气体可使醋酸铅试纸变黑，可判断醋酸铅试纸变黑，可判断NO2-和和S2-离子分别离子分别存在于

5、各自溶液中。存在于各自溶液中。 ?三、氧化性阴离子的试验 ?在酸化的试液中加入KI溶液和CCl4层呈紫色，则有氧化性阴离子存在，如NO2-离子。 ?四、还原性阴离子的试验四、还原性阴离子的试验 在酸化的试液中，加入在酸化的试液中，加入KMnO4稀溶液，若稀溶液，若紫色褪去，则可能存在紫色褪去，则可能存在S2-、SO32-、S2O32-、Br-、I-、NO2-等离子；若紫色不褪，则上述等离子；若紫色不褪，则上述离子都不存在。试液经酸化后，加入离子都不存在。试液经酸化后，加入I2 2淀淀粉溶液，蓝色褪去，则表示存在粉溶液，蓝色褪去，则表示存在SO3S2O3 2-、S2-等离子。等离子。 2-、?五

6、、难溶盐阴离子试验五、难溶盐阴离子试验 ?钡组阴离子钡组阴离子 ?在中性或弱碱性试液中，用在中性或弱碱性试液中，用BaCl2能能2-2-2-2-沉淀沉淀SO4、SO3、S2O3 、CO3、3-PO4等阴离子。等阴离子。 -2-?用用AgNO3能沉淀能沉淀Cl、Br 、I 、S、2-S2O3等阴离子，然后用稀等阴离子，然后用稀HNO3酸酸化，沉淀不溶解。化，沉淀不溶解。 2+?可以根据可以根据Ba 和和Ag相应盐类的溶解相应盐类的溶解性，区分为易溶盐和难溶盐。加入性，区分为易溶盐和难溶盐。加入+一种阳离子（例如一种阳离子（例如Ag ）可以试验整）可以试验整组阴离子是否存在，这种试剂就是组阴离子是

7、否存在，这种试剂就是相应的组试剂。相应的组试剂。 ?经过初步试验后，可以对试液中可经过初步试验后，可以对试液中可能存在的阴离子作出判断，见表能存在的阴离子作出判断，见表10 04 4，然后根据阴离子特性反应作出，然后根据阴离子特性反应作出鉴定。鉴定。 ? 实验用品实验用品 见教材P155。 ? 基本操作基本操作 ?离心分离操作，参见第六章一。 实验内容实验内容 一、常见阴离子的一、常见阴离子的鉴定鉴定 ?1.1. CO32-的鉴定的鉴定 2-试液于离心管中，用试液于离心管中，用pH试试?取取10滴滴CO3-1-1纸测定其纸测定其pH，然后加，然后加10滴滴6mol lL L HClHCl溶液，

8、并立即将事先沾有一滴新配制的溶液，并立即将事先沾有一滴新配制的石灰水或石灰水或Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液的玻棒置于试管口溶液的玻棒置于试管口上，仔细观察，如玻棒上溶液立刻变为上，仔细观察，如玻棒上溶液立刻变为浑浊（白色），结合溶液的浑浊（白色），结合溶液的pH，可以判，可以判断有断有CO32-存在。存在。 ?反应方程式如下：反应方程式如下： 2-?CO3+2HCl=CO2+2Cl+H2O ?CO2+Ca(OH)2-=CaCO3+H+H2 2O O ?现象：现象： ? 有气体生成，气体通到管口的有气体生成，气体通到管口的Ca(OH)2玻璃棒，生成白色浑浊物。玻璃棒，生成白色浑浊物。 ?总

9、结：总结： 2-? 证明有证明有CO3离子存在。离子存在。 -?2. NO3的鉴定的鉴定 -?取取2滴滴NO3试液于点滴板上，在溶试液于点滴板上，在溶液的中央放一小粒液的中央放一小粒FeSO4晶体，然晶体，然后在晶体上加后在晶体上加1滴浓硫酸。如结晶滴浓硫酸。如结晶-周围有棕色出现，示有周围有棕色出现，示有NO3存在。存在。 ?反应方程式如下：反应方程式如下： -2+3+?NO3+3Fe +4H=3Fe +NO+2H2O ?FeSO4+NO=Fe(NO)SO4 ?现象：现象： 在在FeSO4晶体周围有棕色出现。晶体周围有棕色出现。 ?总结：总结： 证明有证明有NO3-离子存在。离子存在。 ?3

10、. NO2-的鉴定的鉴定 -试液于点滴板上，加试液于点滴板上，加1滴滴2 ?取取2滴滴NO2-1-1mol lL L HAcHAc溶液酸化，再加溶液酸化，再加1 1滴对氨滴对氨基苯磺酸和滴基苯磺酸和滴 胺。如有玫瑰红胺。如有玫瑰红色出现，示有色出现，示有NO2-存在。存在。 ?4. SO42-的鉴定的鉴定 2-试液于试管中，加试液于试管中，加2滴滴6 ?取取5滴滴SO4-1-1- -mol lL L HCl HCl溶液和溶液和1 1滴滴0.10.1 mol lL L1 1BaBa2+2+溶液，如有白色沉淀，示有溶液，如有白色沉淀，示有SO42-存在。存在。 ?反应方程式如下：反应方程式如下：

11、2+2+?Ba +SO4=BaSO4 ?现象：现象： 有白色的有白色的BaSO4生成。生成。 ?5. SO32-的鉴定的鉴定 2-试液的试管中，加入试液的试管中，加入?在盛有在盛有5滴滴SO3-1-12滴滴1 mol lL L 硫酸，迅速加入硫酸，迅速加入1 1滴滴-1-10.010.01 mol lL L KMnO4溶液，如紫色溶液，如紫色2-褪去，示有褪去，示有SO3存在。存在。 ?反应方程式如下：反应方程式如下： 2-+2-2+?5 SO3+2MnO4+6H=5SO4+2Mn +3H2O ?现象：现象： MnO4-的紫色褪去。的紫色褪去。 ?6、S2O32-的鉴定的鉴定 2-?3滴滴S2

12、O3试液加试液加10滴滴0.1MAgNO3,摇动，摇动，观察观察 ?反应方程式如下：反应方程式如下： 2-2+?S2O3+2Ag =Ag2S2O3 ?Ag2S2O3Ag2S ?现象：现象： 先生成先生成Ag2S2O3的白色沉淀，的白色沉淀，Ag2S2O3不稳定分解为不稳定分解为Ag2S黑色沉淀黑色沉淀 3-?7.PO4的鉴定的鉴定 ?取取3滴滴PO43-试液于离心管中，加试液于离心管中，加5滴滴6 mol lL L-1-1 HNO3溶液，再加溶液，再加8 81010滴（滴（NHNH4 4）2 2MoOMoO4 4试剂，温热之，如有黄色沉淀生成，试剂，温热之，如有黄色沉淀生成，示有示有PO43-

13、存在。存在。 3-2-?PO4+12Mo4+3NH4+24H+=(NH4)3P(Mo12O40) 6H6H2 2O+O+6H6H2 2O O ?现象：现象： 有有淡黄色淡黄色(NH4)3P(Mo12O40) 6H6H2 2O O晶晶体生成。体生成。 2-?8. S 的鉴定的鉴定 2-?取取1滴滴S试液于离心管中，加试液于离心管中，加1滴滴2 -1-1mol lL L NaOHNaOH溶液碱化，再加溶液碱化，再加1 1滴亚滴亚硝酰铁氰化钠试剂，如溶液变成紫硝酰铁氰化钠试剂，如溶液变成紫2-色，示有色，示有S存在。存在。 -?9. Cl 的鉴定的鉴定 -?取取3滴滴Cl 试液于离心管中，加入试液于

14、离心管中，加入1-1-1滴滴2 mol lL L HNO3溶液酸化，再溶液酸化，再-1-1滴加滴加0.1 mol lL L AgNOAgNO 溶液。如有溶液。如有3 3白色沉淀产生，初步说明可能试白色沉淀产生，初步说明可能试-液中有液中有Cl存在。存在。 ?将离心管置于水浴上微热，离心将离心管置于水浴上微热，离心分离，弃去清液，于沉淀上加入分离，弃去清液，于沉淀上加入-1-13 35 5滴滴6 6 mol lL L 氨水，用细玻棒氨水，用细玻棒搅拌，沉淀立即溶解，再加入搅拌，沉淀立即溶解，再加入 5 5-1-1滴滴6 6 mol lL L HNO3酸化，如重新酸化，如重新-生成白色沉淀，示有生

15、成白色沉淀，示有Cl存在。存在。 ?反应方程式如下： -+?Cl+Ag =AgCl ?AgCl+NH3=Ag(NH3)2+- +Cl +-?Ag(NH3)2 +HNO3+Cl=AgCl+NH4NO3 ?现象：现象： ? 生成生成AgCl白色沉淀，溶于白色沉淀，溶于NH3 3H H2 2O O，生成无色的，生成无色的Ag(NH3)2离子，加离子，加HNO3酸化，又出现酸化，又出现AgCl白色沉淀。白色沉淀。 + 配配-?10. I 的鉴定 -?取5滴I 试液于离心管中，加2滴2 -1molL HSO及3滴CCl ,然后逐滴244加入Cl2水，并不断振荡试管，如CCl4层呈现紫红色（I2），然后褪

16、至-无色（IO3），示有I存在。 ?反应方程式如下：反应方程式如下： -?2I+Cl2=2Cl+I2 -+?I2+5Cl2+6H2O=10Cl +2IO3+12H ?现象现象：CCl4层成紫红色，随着层成紫红色，随着Cl2水水的加入，的加入，CCl4层紫红色褪去，变无层紫红色褪去，变无色。色。 -?11. Br的鉴定 -?取5滴I 试液于离心试管中，加入2滴-12 molL HSO溶液及2滴CCl，然244后逐滴加入5滴氯水并振荡试管，如-CCl4层出现黄色或橙色，示有Br存在。 ?反应方程式如下： -?2Br +Cl2=Br2+2Cl ?现象： ? CCl4层变为橙红色（或黄色）。层变为橙红

17、色（或黄色）。 二、混合离子的分离 -?1. Cl 、Br、I混合物的分离和鉴定 ?常用方法是将卤素离子转化为卤化银AgX，然后用氨水或（NH4）2CO3将AgCl溶解而与AgBr、AgI分离。在余下的AgBr、AgI混合物中加入稀H2SO4酸化，再加入少许锌粒或镁粉，-并加热将Br、I转入溶液。酸化后，-根据Br、I的还原能力不同，用氯水分离和鉴定。 -?试按下列分析方案对含有试按下列分析方案对含有Cl 、Br、-I 的混合溶液进行分离和鉴定。的混合溶液进行分离和鉴定。 2-2-2-?2. S 、SO3、S2O3混合物的分离和鉴定 ?通常的方法是取少量试液，加入NaOH碱化，再加亚硝酰铁氰化钠，若有特殊红2-紫色产生，示有S存在。可用CdCO3固体除去S2-，再进行其它离子分离鉴定。 2-?将滤液分成两份，一份鉴定将滤液分成两份，一份鉴定SO3离子，离子，另一份鉴定另一份鉴定S2O32-离子。若在其中一份中离子。若在其中一份中加入亚硝酰氰化钠、过量饱和加入亚硝酰氰化钠、过量饱和ZnSO4溶溶液及液及K4Fe(CN)6溶液，产生红色沉淀，溶液，产生红色沉淀，示有示有SO32-存在。在另一份中滴加过量存在。在另一份中滴加过量AgNO3溶液，若有沉淀由白溶液，若有沉淀由白棕棕黑色黑色变化，示有变化，示有S2O32-存在。存在。 实