常见阳离子的分离与鉴定(二)2

实验二十七常见阳离子的分离与鉴定（二）[实验目的]1、学会混合离子分离的方法，进一步巩固离子鉴定的条件和方法。2、熟练运用常见元素（Ag、Hg、Pb、Cu、Fe）的化学性质。[实验原理]离子混合溶液中诸组分若对鉴定不产生干扰，便可以利用特效应直接鉴定某种离子。若共存的其它彼此干扰，就要选择适当的方法消除干扰。通常采用掩蔽剂消除干扰，这是一种比较简单、有效的方法。但在很多情况下，没有合适的掩蔽剂，就需要将彼此干扰组分分离。沉淀分离法是最经典的分离方法。常用的沉淀有HCl、H2SO4、NaOH、NH3·H2O、（NH4）2CO3、(NH4)2S溶液等。由于元素在周期表中同时产生沉淀。这种沉淀剂称为产生沉淀的元素的组试剂。组试剂将元素划分为不同的组，逐渐达到分离的目的。本次实验学习熟练运用Ag+、Hg2+、Pb2+、Cu2+和Fe3+元素的化学性质，进行分离和鉴定。其实验方案设计见课本P186。[实验用品]见课本P187。[实验内容]1.NO3-的鉴定取3滴混合试液，加6mol·L-1HAc溶液酸化后用玻棒取少量锌粒加入试液，搅拌均匀，使溶液中NO3-还原为NO22-。加对氨基苯磺酸与α－苯胺溶液各一滴，有何现象？取混合溶液20滴，放入离心试管并按以下实验步骤进行分离和鉴定。反应方程式如下：NO3-+Zn+2HAc=NO2-+Zn2++H2O+2Ac-NO2-+对氨基苯磺酸+α萘胺→玫瑰红色现象：混合液生成玫瑰红色，示有NO3-。2.Fe3+的鉴定取一滴试液加到白色点滴板凹穴，加0.25mol·L-1K4Fe(CN)6一滴。观察沉淀的生成和颜色，该物质是何沉淀？反应方程式如下：Fe3++[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓现象：有深蓝色沉淀生成。3.Ag+、Pb和Cu2+、Hg2+、Fe3+的分离及Ag+、Pb2+的分离和鉴定。向余下试液中滴加4滴2mol·L-1HCl，充分振动，静置片刻，离心沉降，向上层清液中加2mol·L-1HCl溶液以检查沉淀是否完全。吸出上层清液，编号溶液1。用2mol·L-1HCl溶液洗涤沉淀，编号沉淀1。观察沉淀的生成和颜色，写出反应方程式。反应方程式如下：Ag++Cl-=AgCl↓Pb2++2Cl-=PbCl2↓现象：出现白色沉淀，沉淀为AgCl、PbCl2，溶液中有Cu2+、Hg2+、Fe3+。（1）Pb2+和Ag+的分离及Pb2+的鉴定向沉淀1中加六滴水，在沸水浴中加热3min以上，并不时搅动。待沉淀沉降后，趁热取清液三滴于黑色点滴板上，加2mol·L-1K2CrO4和2mol·L-1HAc溶液各一滴，有什么生成？加2mol·L-1NaOH溶液后又怎样？再加6mol·L-1HAc溶液又如何？取清液后所余沉淀信号为沉淀2。反应方程式如下：PbCl2=Pb2++2Cl-Pb2++CrO42-=PbCrO4↓PbCrO4+4OH-=Pb(OH)42-+CrO42-Pb(OH)42-+4HAc+CrO42-=PbCrO4↓+4H2O+4Ac-现象：白色沉淀溶解，生成黄色沉淀，沉淀溶解生成配离子，又生成黄色沉淀，示有Pb2+。[思考题]Pb2+的鉴定有可能现象不明显，请查阅不同温度时PbCl2在水中的溶解度并作出解释。（2）Ag+的鉴定向沉淀2中加少量6mol·L-1NH3·H2O，沉淀是否溶解？再加入6mol·L-1HNO3，沉淀重新生成。观察沉淀的颜色，并写出反应方程式。反应方程式如下：AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-[Ag(NH3)2]++Cl-+2HNO3=AgCl↓+2NH+4+2NO3-现象：AgCl沉淀溶解生成无色配离子[Ag(NH3)2]+，[Ag(NH3)2]+配离子在硝酸作用下，又生成AgCl白色沉淀，示有Ag+。4.Pb2+、Hg2+Cu2+和Fe3+的分离及Pb2+、Hg2+、Cu2+的分离和鉴定用6mol·L-1氨水将溶液1的酸度调至中性（加氨水约3～4滴），再加入体积约为此时溶液十分之一的2mol·L-1HCl溶液（约3～4滴），将溶液的酸度调至0.2mol·L-1。加15滴5%CH3CSNH2，混匀后水浴加热15min。然后稀释一倍再加热数分钟～。静置冷却，离心沉降。向上层清液中加新制H2S溶液检查沉淀是否完全。沉淀完全后离心分离，用饱和NH4Cl溶液洗涤沉淀，所得溶液为溶液2。通过实验判断溶液2中的离子。观察沉淀的生成和颜色。反应方程式如下：Pb2++CH3CSNH2→PbS↓Cu2++CH3CSNH2→CuS↓Hg2++CH3CSNH2→HgS↓现象：生成黑色沉淀。（1）Hg2+和Cu2+、Pb2+的分离在所得沉淀上加5滴1mol·L-1Na2S溶液，水浴加热3min,并不时搅拌。再加3～4滴水，搅拌均匀后离心分离。沉淀用Na2S溶液再处理一次，合并清液，并编号溶液3。沉淀用饱和NH4Cl溶液洗涤，并编号沉淀3。观察溶液3的颜色，讨论反应历程。反应方程式如下：HgS+S2-=HgS22-现象：部分沉淀溶于Na2S生成无色HgS22-离子。（2）Cu2+的鉴定向沉淀3中加入浓硝酸（约4～5滴），加热搅拌，使之全部溶解，所得溶液编号为溶液4。用玻棒将产物单质S弃去。取1滴溶液4于白色点滴板上，加1mol·L-1NaAc和0.25mol·L-1K4Fe(CN)6各1滴，有何现象？反应方程式如下：CuS+2HNO3(浓)=Cu(NO3)2+H2S↑H2S+HNO3(浓)=NO2↑+S↓+2H2OCu2++[Fe(CN)6]4-=Cu2[Fe(CN)6]↓现象：黑色沉淀溶解，并有单质S析出，气体产生，生成Cu2[Fe(CN)6]红棕色沉淀，示有Cu2+。（3）Pb2+的鉴定取3滴溶液4于黑色点滴板上，加1滴1mol·L-1NaAc和1滴1mol·L-1K2CrO4,有什么变化？如果没有变化，请用玻棒摩擦。加入2mol·L-1NaOH后，再加6mol·L-1HAc，有什么变化？反应方程式如下：PbS+2HNO3(浓)=Pb(NO3)2+H2S↑H2S+HNO3(浓)=NO2↑+S↓+2H2OPb2++[Fe(CN)6]4=Pb2[Fe(CN)6]↓现象：黑色沉淀溶解，并有单质S析出，气体产生，生成Pb2[Fe(CN)6]沉淀，示有Pb2+。（4）Hg2+的鉴定向溶液3中逐滴加入6mol·L-1H2SO4，记下加入滴数。当加至pH=3～5时，再多加一半滴数的H2SO4。水浴加热并充分搅拌。离心分离，用少量水洗涤沉淀。向沉淀中加5滴1mol·L-1KI和2滴6mol·L-1HCl溶液，充分搅拌，加热后离心分离。再用KI和HCl重复处理沉淀。合并两次离心液，往离心液中加1滴0.2mol·L-1CuSO4和少许Na2CO3固体，有什么生成？说明有哪种离子存在？反应方程式如下：HgS22-+2H+=HgS↓+H2S↑HgS+4I-+2H+=[HgI4]2-+H2S[HgI4]2-+Cu2+=Cu2[HgI4]↓现象：生成黑色沉淀HgS，HgS黑色沉淀溶解生成[HgI4]2-离子，有气体生成；生成Cu2[HgI4]沉淀，示有Hg2+。[思考题]HgS的沉淀一步中为什么选用H2SO4溶液酸化而不用HCl溶液？[实验习题]1.每次洗涤沉淀所用洗涤剂都有所不同，例如洗涤AgCl、PbCl2沉淀用HCl溶液（2mol·L-1），洗涤PbS、HgS、CuS沉淀用NH4Cl溶液（饱和），洗涤HgS用蒸馏水，为什么？2.设计分离和鉴定下列混合离子的方案。（1）Ag+,Cu2+,Al3+,Fe3+,Ba2+,Na+(2)Pb2+,Mn2+,Zn2+,Co2+，Ba2+,K+