混合離子的分離與鑒定課件

實(shí)驗(yàn)混合離子的分離鑒定實(shí)驗(yàn)1主要內(nèi)容一、分離鑒定相關(guān)知識二、教學(xué)目的三、教學(xué)重點(diǎn)四、教學(xué)難點(diǎn)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要內(nèi)容一、分離鑒定相關(guān)知識2

1、離子鑒定的內(nèi)涵

離子鑒定就是確定某種元素或其離子是否存在。離子鑒定反應(yīng)大都是在水溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng)，選擇那些迅速而變化明顯的反應(yīng)，如溶液顏色的改變，沉淀的生成或溶解、氣體的產(chǎn)生等。還要考慮反應(yīng)的靈敏性和選擇性。一、分離鑒定相關(guān)知識1、離子鑒定的內(nèi)涵一、分離鑒定相關(guān)知識3例：Pb2+與稀HCl或K2CrO4溶液作用均能產(chǎn)生沉淀Pb2++2Cl-==PbCl2↓(白色)Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5Pb2++CrO42-==PbCrO4↓(黃色)Ksp(PbCrO4)＝2.8×10-l3

當(dāng)溶液中含有少量Pb2+

時(shí)，加入稀HCl不能產(chǎn)生PbCl2沉淀，但當(dāng)加入K2CrO4時(shí)，可生成PbCrO4沉淀，溶液中含有的少量Pb2+，可被鑒定。生成PbCrO4的反應(yīng)為Pb2+的鑒定反應(yīng)。因此，靈敏度高的反應(yīng)才能作鑒定反應(yīng)。某些陽離子、陰離子的鑒定反應(yīng)參閱附錄11P144

例：Pb2+與稀HCl或K2CrO4溶液作用均能產(chǎn)生沉4

選擇性是指與一種試劑作用的離子種類而言的。能與加入的試劑起反應(yīng)的離子種類愈少，則此反應(yīng)的選擇性愈高。若只對一種離子起作用，該反應(yīng)為此離子的特效反應(yīng)，該試劑也就是鑒定此離子的特效試劑。例如，陽離子中只有NH4+與強(qiáng)堿作用而放出NH3氣。該反應(yīng)是鑒定NH4+的特效反應(yīng)，強(qiáng)堿就是鑒定NH4+的特效試劑。選擇性是指與一種試劑作用的離子種類而言的。能5

然而，真正的特效反應(yīng)不多，共存的離子往往彼此干擾測定，需要將組分一一分離。其中沉淀分離法是常用的方法。沉淀分離法是借助形成沉淀與溶液分離的方法。一般是在試樣溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯贡昏b定組分或干擾組分沉淀析出，達(dá)到分離目的。然而，真正的特效反應(yīng)不多，共存的離子往往6

2、常見陽離子的分離與鑒定

金屬元素較多，因而由它們形成的陽離子數(shù)目也較多。最常見的陽離子大約有二十余種。在陽離子的鑒定反應(yīng)中，相互干擾的情況較多，很少能采用分別分析法，大都需要采用系統(tǒng)分析法。完整且經(jīng)典的陽離子分組法是硫化氫系統(tǒng)分組法，根據(jù)硫化物的溶解度不同將陽離子分成五組。此方法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)性強(qiáng)，分離方法比較嚴(yán)密；不足之處是試劑組H2S、(NH4)2S有臭味并有毒，分析步驟也比較繁雜。2、常見陽離子的分離與鑒定7

在分析已知混合陽離子體系時(shí)，如果能用別的方法分離干擾離子，則最好不用或少用硫化氫系統(tǒng)。常用的非硫化氫系統(tǒng)的離子分離方法主要是利用氯化物、硫酸鹽是否沉淀，氫氧化物是否具有兩性，以及它們能否生成氨配合物等。在分析已知混合陽離子體系時(shí)，如果能用別的方法分8

絕大多數(shù)金屬的氯化物易溶于水，只有AgCl、Hg2Cl2、PbCl2

難溶；AgCl可溶于NH3·H2O；PbCl2的溶解度較大，并易溶于熱水，在Pb2+濃度大時(shí)才析出沉淀。絕大多數(shù)硫酸鹽易溶于水，只有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+、Hg22+的硫酸鹽難溶于水；CaSO4的溶解度較大，只有當(dāng)Ca2+濃度很大時(shí)才析出沉淀；PbSO4可溶于NH4Ac。

絕大多數(shù)金屬的氯化物易溶于水，只有AgCl、Hg29能形成兩性氫氧化物的金屬離子有Al3+、Cr3+、Zn2+、Pb2+、Sb3+（銻）、Sn2+、Sn4+、Cu2+；在這些離子的溶液中加入適量NaOH時(shí)，出現(xiàn)相應(yīng)的氫氧化物沉淀；加入過量NaOH后它們又會(huì)溶解成多羥基配離子，除Ag+、Hg2+、Hg22+離子加入NaOH后生成氧化物沉淀外，其余均生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀。值得注意的是，F(xiàn)e(OH)2和Mn(OH)2的還原性很強(qiáng)，在空氣中極易被氧化成Fe(OH)3和MnO(OH)2。能形成兩性氫氧化物的金屬離子有Al10

在Ag+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co2+、Ni2+溶液中加入適量NH3·H2O時(shí)，形成相應(yīng)的堿式鹽或氫氧化物(Ag+形成氧化物)沉淀，它們?nèi)既苡谶^量NH3·H2O，生成相應(yīng)的氨配離子；其中[Co(NH3)6]2+易被空氣氧化成[Co(NH3)6]3+。其他的金屬離子，除HgCl2生成HgNH2Cl，Hg2Cl2生成HgNH2Cl和Hg外，絕大多數(shù)在加入氨水時(shí)生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀，并且不會(huì)溶于過量NH3·H2O。在Ag+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co11

3、常見陰離子的分離與鑒定

由于陰離子間的相互干擾較少，實(shí)際上許多離子共存的機(jī)會(huì)也較少，因此大多數(shù)陰離子分析一般都采用分別分析的方法，只有少數(shù)相互有干擾的離子才采用系統(tǒng)分析法。3、常見陰離子的分離與鑒定由于陰12

（1）用pH試紙測試未知試液的酸堿性

如果溶液呈酸性，哪些離子不可能存在？如果試液呈堿性或中性，可取試液數(shù)滴，用3mol·dm-3-H2SO4/HCl酸化并水浴加熱。若無氣體產(chǎn)生，表示CO32-、NO2-、S2-、SO32-、S2O32-等離子不存在；如果有氣體產(chǎn)生，則可根據(jù)氣體的顏色、臭味和性質(zhì)初步判斷哪些陰離子可能存在。（1）用pH試紙測試未知試液的13

(2)鋇組陰離子的檢驗(yàn)在離心試管中加入幾滴未知液，加入1~2滴1mol·dm-3BaCl2溶液，觀察有無沉淀產(chǎn)生。如果有白色沉淀產(chǎn)生，可能有SO42-、SO32-、PO43-、CO32-等離子(S2O32-的濃度大時(shí)才會(huì)產(chǎn)生BaS2O3沉淀)。離心分離，在沉淀中加入數(shù)滴6mol·dm-3HCl，根據(jù)沉淀是否溶解，進(jìn)一步判斷哪些離子可能存在。(2)鋇組陰離子的檢驗(yàn)14

(3)銀鹽組陰離子的檢驗(yàn)

取幾滴未知液，滴加0.1mol·dm-3AgNO3溶液。如果立即生成黑色沉淀，表示有S2-存在；如果生成白色沉淀，迅速變黃變棕變黑，則有S2O32-。但S2O32-濃度大時(shí)，也可能生成Ag(S2O3)23-不析出沉淀。Cl-、Br-、I-、CO32-、PO43-都與Ag+形成淺色沉淀，如有黑色沉淀，則它們有可能被掩蓋。離心分離，在沉淀中加入6mol·dm-3HNO3，必要時(shí)加熱。若沉淀不溶或只發(fā)生部分溶解，則表示有可能Cl-、Br-、I-存在。(3)銀鹽組陰離子的檢驗(yàn)15

(4)氧化性陰離子檢驗(yàn)取幾滴未知液，用稀H2SO4酸化，加CCl45~6滴，再加入幾滴0.1mol·L-1KI溶液。振蕩后，CCl4層呈紫色，說明有NO2-存在(若溶液中有SO32-等，酸化后NO2-先與它們反應(yīng)而不一定氧化I-，CCl4層無紫色不能說明無NO2-)。(4)氧化性陰離子檢驗(yàn)16

(5)還原性陰離子檢驗(yàn)取幾滴未知液，用稀H2SO4酸化，然后加入1-2滴0.01mol·dm-3KMnO4溶液。若KMnO4的紫紅色褪去，表示可能存在SO32-、S2O32-等離子。(5)還原性陰離子檢17二、教學(xué)目的1、要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)熟悉有關(guān)離子的特征反應(yīng)。2、了解分離鑒定離子的方法和操作。3、完成未知液成份分析。二、教學(xué)目的1、要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)熟悉有關(guān)離子的特征反應(yīng)。18三、教學(xué)重點(diǎn)1、各離子的特征鑒定反應(yīng)。2、混合離子的分離鑒定方案設(shè)計(jì)。

四、教學(xué)難點(diǎn)混合離子的分離鑒定方案設(shè)計(jì)

三、教學(xué)重點(diǎn)1、各離子的特征鑒定反應(yīng)。19五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、分離并鑒定可能含有下列混合離子的未知液成分(1)Cu2+

、Ag+

、Pb2+、Bi3+

（均為0.1mol·dm-3的硝酸鹽）(2)Fe3+

、Ni2+

、Al3+、

Zn2+。２、鑒定可能含有下列混合離子的未知液成分(1)Cl-Br-I-（不做）(2)CO32-PO43-SO42-

注意事項(xiàng)

離心試管離心機(jī)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、分離并鑒定可能含有下列混合離子的未知液成分201.（1）1.（1）21混合離子的分離與鑒定課件22Fe3+

、Ni2+、Al3+、Zn2+(10d)丁二酮肟2MNaOH,過量離心分離溶液[Zn(OH)4]2-Ni(OH)2、Fe(OH)3沉淀2MH2SO4

二苯硫腙,CCl4層由綠色變?yōu)樽厣居衂n2+紅色↓示有Ni2+Fe3+

0.1mol/LK4Fe(CN)6深藍(lán)色↓示有Fe3+Ni2＋6MNH3[Ni(NH3)6]2+Fe(OH)3[Al(OH)4]-鋁試劑

紅色絮狀沉淀示有Al3

+（2）-否則,Al3+、Zn2+未生成多羥基配離子，鑒定不出Fe3+、Ni2+、Al3+、Zn2+(10d)丁二23混合離子的分離與鑒定課件24混合離子的分離與鑒定課件252、(2)CO32-PO43-SO42-2、(2)CO32-PO43-26實(shí)驗(yàn)混合離子的分離鑒定實(shí)驗(yàn)27主要內(nèi)容一、分離鑒定相關(guān)知識二、教學(xué)目的三、教學(xué)重點(diǎn)四、教學(xué)難點(diǎn)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要內(nèi)容一、分離鑒定相關(guān)知識28

1、離子鑒定的內(nèi)涵

離子鑒定就是確定某種元素或其離子是否存在。離子鑒定反應(yīng)大都是在水溶液中進(jìn)行的離子反應(yīng)，選擇那些迅速而變化明顯的反應(yīng)，如溶液顏色的改變，沉淀的生成或溶解、氣體的產(chǎn)生等。還要考慮反應(yīng)的靈敏性和選擇性。一、分離鑒定相關(guān)知識1、離子鑒定的內(nèi)涵一、分離鑒定相關(guān)知識29例：Pb2+與稀HCl或K2CrO4溶液作用均能產(chǎn)生沉淀Pb2++2Cl-==PbCl2↓(白色)Ksp(PbCl2)＝1.6×10-5Pb2++CrO42-==PbCrO4↓(黃色)Ksp(PbCrO4)＝2.8×10-l3

當(dāng)溶液中含有少量Pb2+

時(shí)，加入稀HCl不能產(chǎn)生PbCl2沉淀，但當(dāng)加入K2CrO4時(shí)，可生成PbCrO4沉淀，溶液中含有的少量Pb2+，可被鑒定。生成PbCrO4的反應(yīng)為Pb2+的鑒定反應(yīng)。因此，靈敏度高的反應(yīng)才能作鑒定反應(yīng)。某些陽離子、陰離子的鑒定反應(yīng)參閱附錄11P144

例：Pb2+與稀HCl或K2CrO4溶液作用均能產(chǎn)生沉30

選擇性是指與一種試劑作用的離子種類而言的。能與加入的試劑起反應(yīng)的離子種類愈少，則此反應(yīng)的選擇性愈高。若只對一種離子起作用，該反應(yīng)為此離子的特效反應(yīng)，該試劑也就是鑒定此離子的特效試劑。例如，陽離子中只有NH4+與強(qiáng)堿作用而放出NH3氣。該反應(yīng)是鑒定NH4+的特效反應(yīng)，強(qiáng)堿就是鑒定NH4+的特效試劑。選擇性是指與一種試劑作用的離子種類而言的。能31

然而，真正的特效反應(yīng)不多，共存的離子往往彼此干擾測定，需要將組分一一分離。其中沉淀分離法是常用的方法。沉淀分離法是借助形成沉淀與溶液分離的方法。一般是在試樣溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯贡昏b定組分或干擾組分沉淀析出，達(dá)到分離目的。然而，真正的特效反應(yīng)不多，共存的離子往往32

2、常見陽離子的分離與鑒定

金屬元素較多，因而由它們形成的陽離子數(shù)目也較多。最常見的陽離子大約有二十余種。在陽離子的鑒定反應(yīng)中，相互干擾的情況較多，很少能采用分別分析法，大都需要采用系統(tǒng)分析法。完整且經(jīng)典的陽離子分組法是硫化氫系統(tǒng)分組法，根據(jù)硫化物的溶解度不同將陽離子分成五組。此方法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)性強(qiáng)，分離方法比較嚴(yán)密；不足之處是試劑組H2S、(NH4)2S有臭味并有毒，分析步驟也比較繁雜。2、常見陽離子的分離與鑒定33

在分析已知混合陽離子體系時(shí)，如果能用別的方法分離干擾離子，則最好不用或少用硫化氫系統(tǒng)。常用的非硫化氫系統(tǒng)的離子分離方法主要是利用氯化物、硫酸鹽是否沉淀，氫氧化物是否具有兩性，以及它們能否生成氨配合物等。在分析已知混合陽離子體系時(shí)，如果能用別的方法分34

絕大多數(shù)金屬的氯化物易溶于水，只有AgCl、Hg2Cl2、PbCl2

難溶；AgCl可溶于NH3·H2O；PbCl2的溶解度較大，并易溶于熱水，在Pb2+濃度大時(shí)才析出沉淀。絕大多數(shù)硫酸鹽易溶于水，只有Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+、Hg22+的硫酸鹽難溶于水；CaSO4的溶解度較大，只有當(dāng)Ca2+濃度很大時(shí)才析出沉淀；PbSO4可溶于NH4Ac。

絕大多數(shù)金屬的氯化物易溶于水，只有AgCl、Hg235能形成兩性氫氧化物的金屬離子有Al3+、Cr3+、Zn2+、Pb2+、Sb3+（銻）、Sn2+、Sn4+、Cu2+；在這些離子的溶液中加入適量NaOH時(shí)，出現(xiàn)相應(yīng)的氫氧化物沉淀；加入過量NaOH后它們又會(huì)溶解成多羥基配離子，除Ag+、Hg2+、Hg22+離子加入NaOH后生成氧化物沉淀外，其余均生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀。值得注意的是，F(xiàn)e(OH)2和Mn(OH)2的還原性很強(qiáng)，在空氣中極易被氧化成Fe(OH)3和MnO(OH)2。能形成兩性氫氧化物的金屬離子有Al36

在Ag+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co2+、Ni2+溶液中加入適量NH3·H2O時(shí)，形成相應(yīng)的堿式鹽或氫氧化物(Ag+形成氧化物)沉淀，它們?nèi)既苡谶^量NH3·H2O，生成相應(yīng)的氨配離子；其中[Co(NH3)6]2+易被空氣氧化成[Co(NH3)6]3+。其他的金屬離子，除HgCl2生成HgNH2Cl，Hg2Cl2生成HgNH2Cl和Hg外，絕大多數(shù)在加入氨水時(shí)生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀，并且不會(huì)溶于過量NH3·H2O。在Ag+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co37

3、常見陰離子的分離與鑒定

由于陰離子間的相互干擾較少，實(shí)際上許多離子共存的機(jī)會(huì)也較少，因此大多數(shù)陰離子分析一般都采用分別分析的方法，只有少數(shù)相互有干擾的離子才采用系統(tǒng)分析法。3、常見陰離子的分離與鑒定由于陰38

（1）用pH試紙測試未知試液的酸堿性

如果溶液呈酸性，哪些離子不可能存在？如果試液呈堿性或中性，可取試液數(shù)滴，用3mol·dm-3-H2SO4/HCl酸化并水浴加熱。若無氣體產(chǎn)生，表示CO32-、NO2-、S2-、SO32-、S2O32-等離子不存在；如果有氣體產(chǎn)生，則可根據(jù)氣體的顏色、臭味和性質(zhì)初步判斷哪些陰離子可能存在。（1）用pH試紙測試未知試液的39

(2)鋇組陰離子的檢驗(yàn)在離心試管中加入幾滴未知液，加入1~2滴1mol·dm-3BaCl2溶液，觀察有無沉淀產(chǎn)生。如果有白色沉淀產(chǎn)生，可能有SO42-、SO32-、PO43-、CO32-等離子(S2O32-的濃度大時(shí)才會(huì)產(chǎn)生BaS2O3沉淀)。離心分離，在沉淀中加入數(shù)滴6mol·dm-3HCl，根據(jù)沉淀是否溶解，進(jìn)一步判斷哪些離子可能存在。(2)鋇組陰離子的檢驗(yàn)40

(3)銀鹽組陰離子的檢驗(yàn)

取幾滴未知液，滴加0.1mol·dm-3AgNO3溶液。如果立即生成黑色沉淀，表示有S2-存在；如果生成白色沉淀，迅速變黃變棕變黑，則有S2O32-。但S2O32-濃度大時(shí)，也可能生成Ag(S2O3)23-不析出沉淀。Cl-、Br-、I-、CO32-、PO43-都與Ag+形成淺色沉淀，如有黑色沉淀，則它們有可能被掩蓋。離心分離，在沉淀中加入6mol·dm-3HNO3，必要時(shí)加熱。若沉淀不溶或只發(fā)生部分溶解，則表示有可能Cl-、Br-、I-存在。(3)銀鹽組陰離子的檢驗(yàn)41

(4)氧化性陰離子檢驗(yàn)取幾滴未知液，用稀H2SO4酸化，加CCl45~6滴，再加入幾滴0.1mol·L-1KI溶液。振蕩后，CCl4層呈紫色，說明有NO2-存在(若溶液中有SO32-等，酸化后NO2-先與它們反應(yīng)而不一定氧化I-，CCl4層無紫色不能說明無NO2-)。(4)氧化性陰離子檢驗(yàn)42

(5)還原性陰離子檢驗(yàn)取幾滴未知液，用稀H2SO4酸化，然后加入1-2滴0.01mol·dm-3KMnO4溶液。若KMnO4的紫紅色褪去，表示可能存在SO32-、S2O32-等離子。(5)還原性陰離子檢43二、教學(xué)目的1、要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)熟悉有關(guān)離子的特征反應(yīng)。2、了解分離鑒定離子的方法和操作。3、完成未知液成份分析。二、教學(xué)目的1、要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)熟悉有關(guān)離子的特征反應(yīng)。44三、教學(xué)重點(diǎn)1、各離子的特征鑒定