阳离子和合成工科原理课

实验化学（1）原理课（阳离子分离鉴定和合成）一、常见阳离子分离鉴定原理二、常见阳离子分离鉴定步骤三、注意事项I、常见阳离子的分离和鉴定见《实验原理和方法》P119~140见《实验化学（1）》P44-52

阳离子分析是要确定阳离子的组成。鉴定阳离子时由于常常受到干扰，如：Fe3++K4[Fe(CN)6]蓝色

Cu2++K4[Fe(CN)6]红棕色故阳离子分析必须先分离后鉴定。一、常见阳离子分离鉴定原理离子的分离离子的分离方法有：沉淀分离法萃取法离子交换法等沉淀分离法的理论依据：物质溶解度不同。分离的要求：简捷、迅速、能分清分类：系统分离分析个别分离分析

阳离子系统分离分析阴离子系统分离分析凡能使一组阳离子在适当的反应条件下生成沉淀而与其它阳离子分离的试剂称为组试剂.利用不同的组试剂把阳离子逐组分离,再进行检出的方法叫阳离子的系统分析常见的阳离子的分组分离系统A．硫化氢系统分组分析法B．两酸三碱系统分组分析法阳离子的分组分离：

A．硫化氢系统分析法:

理论依据：阳离子硫化物的溶解度不同。

组试剂：HCl、H2S、(NH4)2S、(NH4)2CO3

常见的阳离子被分为5组。

B．两酸三碱系统分组分析法

理论依据：各阳离子氯化物、硫酸盐溶解度不同，氢氧化物两性及生成氨配合物性质差异等。

组试剂：HCl、H2SO4、NaOH、NH3·H2O(NH4)2S

常见的阳离子被分为6组。

A．硫化氢系统分析法:

理论依据：阳离子硫化物的溶解度不同。

B．两酸三碱系统分组分析法实验中阳离子未知液包括：Ag+、Pb2+、Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+、Mg2+、Al3+等11种离子。分组情况第一组：盐酸组Ag+，Pb2+

第二组：硫酸组Pb2+第三组：氨合物组Cu2+，Cd2+，Co2+，Ni2+第四组：易溶组Mg2+第五组：两性组Al3+，Cr3+第六组：氢氧化物组Fe2+，Fe3+，Mn2+阳离子分组HCl沉淀(盐酸组)AgCl、PbCl2

H2SO4

溶液沉淀PbSO4

NH3·H2O溶液沉淀

溶液Mg2+Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+

Ni(NH3)42+、Co(NH3)63+NaOH沉淀Fe

(OH)3、MnO(OH)2

溶液AlO2、CrO42

CH3CSNH2(TAA)沉淀CdS、CuSNiS、CoS溶液Mg2+CH3CSNH2(TAA)代替(NH4)2S两酸三碱系统分组分析法离子鉴定试剂现象及产物Mg2+镁试剂，NaOH天蓝色沉淀Al3+铝试剂，NH3•H2O红色絮状沉淀Pb2+K2CrO4黄色沉淀（PbCrO4

）Cr3+H2O2，HNO3，乙醚乙醚层中呈深蓝色(CrO5)Mn2+HNO3，NaBiO3(s)紫红色(MnO4-)Fe3+K4[Fe

(CN)6](2)KSCN蓝色沉淀(K[Fe

(CN)6Fe])血红色([Fe

(SCN)n]3-n

)Co2+KSCN(饱和),丙酮丙酮中呈蓝色([Co

(SCN)4]2-)Ni2+二乙酰二肟鲜红色Cu2+K4[Fe

(CN)6]红棕色沉淀(Cu2[Fe

(CN)6])Ag+HCl白色沉淀Cd2+CH3CSNH2黄色沉淀离子鉴定：采用特征反应。阳离子试液20滴6mol·L1HCl至沉淀完全，水浴△，搅拌

沉淀(盐酸组)AgCl

1mol·L1H2SO4至沉淀完全溶液沉淀PbSO4

溶液沉淀

溶液Mg2+Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+

Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+鉴定Pb鉴定AgPb2+进入溶液玻棒摩擦管壁搅拌并加乙醇

浓NH3.H2O过量4-5d，再加热离心分离3mol·L1NH4Cl2d3%H2O23-4d，浓NH3.H2O(pH=9-10)，水浴加热，搅拌，二、常见阳离子分离鉴定步骤沉淀CdS、CuS、NiS、CoS溶液Mg2+鉴定Cu2+、Co2+、Ni2+沉淀CuSNiS、CoS（弃去）溶液Cd2+鉴定Mg鉴定Cd溶液：Mg2+、Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+沸水浴中加热TAA5-6滴搅拌加热3-5min

离心分离0.1molL1NH4Cl洗涤沉淀2次2molL1HCl4-5d（不能过量）充分搅拌，离心分离二乙酰二肟=丁二酮肟3%H2O23-4d6mol·L1NaOH15滴沸水中加热搅拌3-5min离心分离

沉淀Fe

(OH)3、MnO(OH)2

溶液AlO2、CrO42

鉴定Al

、Cr鉴定Fe

、Mn沉淀:Al(OH)3Cr(OH)3Fe(OH)3MnO(OH)23mol·L1H2SO410滴3%H2O22-3滴搅拌加热3-5min

离心分离沉淀(AgCl)

白色沉淀，溶解后又沉淀证明有Ag＋6mol·L1NH3.H2O5-6滴，HNO3酸化

AgCl+2NH3=[Ag(NH3)+]+Cl-[Ag(NH3)+]+Cl-+2H+=AgCl↓+2NH4+BACK鉴定Ag

沉淀(PbSO4

)

3mol·L1NH4Ac5滴，△，趁热离心分离溶液[PbAc]+0.1mol·L1K2CrO42-3滴黄色沉淀(PbCrO4↓)并溶于6mol·L-1NaOH溶液[PbAc]＋＋CrO42-=PbCrO4BACKPbSO4+Ac-

=[PbAc]+鉴定PbBACK试液2-3dHAc酸化K4[Fe(CN)6]1-2d红棕色沉淀有Cu2+试液2-3dHCl酸化SnCl22-3d丙酮5-6d饱和NH4SCN2-3d有机层显蓝色有Co2+试液2-3d6molL1NH3.H2O碱化(PH=5-10)丁二酮肟鲜红色沉淀有Ni2+溶液：Cu(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+鉴定Cu2+、Co2+、Ni2+BACK溶液Mg2+溶液Cd2+试液数滴镁试剂6molL1NaOH至强碱性，搅拌天蓝色沉淀有Mg2+试液数滴硫代乙酰胺(TAA)加热黄色沉淀有Cd2+除NH4+,否则降低检出灵敏度鉴定Mg鉴定CdBACK除氨（坩锅，泥三角，坩锅钳）

离心液移入坩锅中→蒸发至4－5d→浓HNO310d→蒸发至干→强火灼烧至不冒白烟→冷却→加水8－10d制成溶液试液数滴，H2SO4酸化，铝试剂2d6mol·L1NH3.H2O至弱碱性，搅拌，沸水浴中加热1-2min红色絮状↓有Al3+试液2d，6mol·L1HNO3酸化(PH=1-2)3%H2O22-3d微热，冷却乙醚乙醚层显深蓝色有Cr3+溶液:AlO2、CrO42

鉴定Al

、CrBACK沉淀Fe

(OH)3、MnO(OH)2

3molL1H2SO410滴3%H2O22-3滴?搅拌加热3-5min

?

离心分离离心液1-2d+6molL-1HNO3＋少量NaBiO3固体搅拌,加热离心沉降紫红色溶液有Mn2+离心液1d饱和NH4SCN红色溶液有Fe3+BACK防止离子失落，防止离子过度检出。（1）严格操作沉淀完全，洗涤要干净，分离要分清。（2）严格控制试剂用量、浓度。（3）严格控制温度和加热时间Pb2++Cl-PbCl2完全，温度要低Mn2++NaOH+H2O2MnO(OH)2

温度要高，使胶体凝聚。（4）排除干扰三、注意事项（5）防止试剂变质和污染空白试验：检查试剂、蒸馏水或器皿中是否存在微量的待测离子，说明有否“过度检出”现象。蒸馏水同样条件下

待检试液

对照试验：检查试剂是否失效，反应条件是否控制恰当等，说明有否“漏检”的现象。

已知离子同样条件下

待检测液可能产生的情况：①Cd2+易失落或易过度检出。②Cr3+易进入三、四组。③Mn2+易失落。④

Al3+鉴定不出。⑤Mg2+鉴定不出。结果要求：写好实验报告进实验室，结果当场填写并上交，xx号试液：阳离子种类失落一个离子或过度检出一个离子均扣10分。GOODLUCK!II、无机合成原理

利用化学反应通过某些实验方法，从一种或几种物质得到一种或几种无机物质的过程。无机合成的一般过程原料初产品产品分析提纯结构含量A+B→C可能性(热力学平衡问题)可行性(动力学问题)1、无机化合物制备的方法设计的途径可持续性(环保问题)2、无机化合物的一般合成方法1）由复分解反应制备2）分子间化合物的制备3）由矿石、废渣（液）中制取4）无水化合物的制备1）由复分解反应制备两种化合物中正负离子发生互换的反应。产物气体→收集气体沉淀→分离沉淀获得产品溶于水→结晶获得产品2）分子间化合物的制备例：摩尔盐FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O原理：溶解度不同

分子间化合物是由简单化合物按一定化学计量关系结合而成的化合物。有水合物、复盐、配合物等。

一般方法：

1、按方程式化学计量投料

2、蒸发、浓缩、结晶、过滤、干燥注意：1、原料的纯度——较高2、投料量——按理论量3、温度——视具体情况4、结晶操作——3）

由矿石、废渣（液）制取例：工业氧化铜（CuO）CuSO4·5H2O

盐泥MgSO4·7H2O 一般工艺过程：A.原料分解造液B.除杂精制C.蒸发结晶D.产品A.原料分解造液：原料

试剂常温或高温分解液相（料液）固相（残渣）方法：熔融法酸熔 K2S2O7、KHSO4碱熔 NaOH、Na2CO3溶解法酸溶 H2SO4碱溶 NaOH、Na2CO3

B.除杂精制

料液

试剂合适的工艺条件精制液杂质(弃）方法：(1)水解沉淀法(2)活泼金属置换(3)硫化物沉淀(4)溶剂萃取(5)离子交换

溶解沉淀Fe(OH)3(S)Fe3++3OH-I.pH的选择(1)水解沉淀法通过调节pH，使某些离子水解而产生沉淀，进而分离除杂。由理论计算可知：（[Mn+]