陽離子和合成工科原理課

實驗化學(xué)（1）原理課（陽離子分離鑒定和合成）一、常見陽離子分離鑒定原理二、常見陽離子分離鑒定步驟三、注意事項I、常見陽離子的分離和鑒定見《實驗原理和方法》P119~140見《實驗化學(xué)（1）》P44-52

陽離子分析是要確定陽離子的組成。鑒定陽離子時由于常常受到干擾，如：Fe3++K4[Fe(CN)6]藍色

Cu2++K4[Fe(CN)6]紅棕色故陽離子分析必須先分離后鑒定。一、常見陽離子分離鑒定原理離子的分離離子的分離方法有：沉淀分離法萃取法離子交換法等沉淀分離法的理論依據(jù)：物質(zhì)溶解度不同。分離的要求：簡捷、迅速、能分清分類：系統(tǒng)分離分析個別分離分析

陽離子系統(tǒng)分離分析陰離子系統(tǒng)分離分析凡能使一組陽離子在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下生成沉淀而與其它陽離子分離的試劑稱為組試劑.利用不同的組試劑把陽離子逐組分離,再進行檢出的方法叫陽離子的系統(tǒng)分析常見的陽離子的分組分離系統(tǒng)A．硫化氫系統(tǒng)分組分析法B．兩酸三堿系統(tǒng)分組分析法陽離子的分組分離：

A．硫化氫系統(tǒng)分析法:

理論依據(jù)：陽離子硫化物的溶解度不同。

組試劑：HCl、H2S、(NH4)2S、(NH4)2CO3

常見的陽離子被分為5組。

B．兩酸三堿系統(tǒng)分組分析法

理論依據(jù)：各陽離子氯化物、硫酸鹽溶解度不同，氫氧化物兩性及生成氨配合物性質(zhì)差異等。

組試劑：HCl、H2SO4、NaOH、NH3·H2O(NH4)2S

常見的陽離子被分為6組。

A．硫化氫系統(tǒng)分析法:

理論依據(jù)：陽離子硫化物的溶解度不同。

B．兩酸三堿系統(tǒng)分組分析法實驗中陽離子未知液包括：Ag+、Pb2+、Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+、Mg2+、Al3+等11種離子。分組情況第一組：鹽酸組Ag+，Pb2+

第二組：硫酸組Pb2+第三組：氨合物組Cu2+，Cd2+，Co2+，Ni2+第四組：易溶組Mg2+第五組：兩性組Al3+，Cr3+第六組：氫氧化物組Fe2+，F(xiàn)e3+，Mn2+陽離子分組HCl沉淀(鹽酸組)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兩酸三堿系統(tǒng)分組分析法離子鑒定試劑現(xiàn)象及產(chǎn)物Mg2+鎂試劑，NaOH天藍色沉淀Al3+鋁試劑，NH3?H2O紅色絮狀沉淀Pb2+K2CrO4黃色沉淀（PbCrO4

）Cr3+H2O2，HNO3，乙醚乙醚層中呈深藍色(CrO5)Mn2+HNO3，NaBiO3(s)紫紅色(MnO4-)Fe3+K4[Fe

(CN)6](2)KSCN藍色沉淀(K[Fe

(CN)6Fe])血紅色([Fe

(SCN)n]3-n

)Co2+KSCN(飽和),丙酮丙酮中呈藍色([Co

(SCN)4]2-)Ni2+二乙酰二肟鮮紅色Cu2+K4[Fe

(CN)6]紅棕色沉淀(Cu2[Fe

(CN)6])Ag+HCl白色沉淀Cd2+CH3CSNH2黃色沉淀離子鑒定：采用特征反應(yīng)。陽離子試液20滴6mol·L1HCl至沉淀完全，水浴△，攪拌

沉淀(鹽酸組)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+鑒定Pb鑒定AgPb2+進入溶液玻棒摩擦管壁攪拌并加乙醇

濃NH3.H2O過量4-5d，再加熱離心分離3mol·L1NH4Cl2d3%H2O23-4d，濃NH3.H2O(pH=9-10)，水浴加熱，攪拌，二、常見陽離子分離鑒定步驟沉淀CdS、CuS、NiS、CoS溶液Mg2+鑒定Cu2+、Co2+、Ni2+沉淀CuSNiS、CoS（棄去）溶液Cd2+鑒定Mg鑒定Cd溶液：Mg2+、Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+沸水浴中加熱TAA5-6滴攪拌加熱3-5min

離心分離0.1molL1NH4Cl洗滌沉淀2次2molL1HCl4-5d（不能過量）充分?jǐn)嚢?，離心分離二乙酰二肟=丁二酮肟3%H2O23-4d6mol·L1NaOH15滴沸水中加熱攪拌3-5min離心分離

沉淀Fe

(OH)3、MnO(OH)2

溶液AlO2、CrO42

鑒定Al

、Cr鑒定Fe

、Mn沉淀:Al(OH)3Cr(OH)3Fe(OH)3MnO(OH)23mol·L1H2SO410滴3%H2O22-3滴攪拌加熱3-5min

離心分離沉淀(AgCl)

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

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

沉淀(PbSO4

)

3mol·L1NH4Ac5滴，△，趁熱離心分離溶液[PbAc]+0.1mol·L1K2CrO42-3滴黃色沉淀(PbCrO4↓)并溶于6mol·L-1NaOH溶液[PbAc]＋＋CrO42-=PbCrO4BACKPbSO4+Ac-

=[PbAc]+鑒定PbBACK試液2-3dHAc酸化K4[Fe(CN)6]1-2d紅棕色沉淀有Cu2+試液2-3dHCl酸化SnCl22-3d丙酮5-6d飽和NH4SCN2-3d有機層顯藍色有Co2+試液2-3d6molL1NH3.H2O堿化(PH=5-10)丁二酮肟鮮紅色沉淀有Ni2+溶液：Cu(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+鑒定Cu2+、Co2+、Ni2+BACK溶液Mg2+溶液Cd2+試液數(shù)滴鎂試劑6molL1NaOH至強堿性，攪拌天藍色沉淀有Mg2+試液數(shù)滴硫代乙酰胺(TAA)加熱黃色沉淀有Cd2+除NH4+,否則降低檢出靈敏度鑒定Mg鑒定CdBACK除氨（坩鍋，泥三角，坩鍋鉗）

離心液移入坩鍋中→蒸發(fā)至4－5d→濃HNO310d→蒸發(fā)至干→強火灼燒至不冒白煙→冷卻→加水8－10d制成溶液試液數(shù)滴，H2SO4酸化，鋁試劑2d6mol·L1NH3.H2O至弱堿性，攪拌，沸水浴中加熱1-2min紅色絮狀↓有Al3+試液2d，6mol·L1HNO3酸化(PH=1-2)3%H2O22-3d微熱，冷卻乙醚乙醚層顯深藍色有Cr3+溶液:AlO2、CrO42

鑒定Al

、CrBACK沉淀Fe

(OH)3、MnO(OH)2

3molL1H2SO410滴3%H2O22-3滴?攪拌加熱3-5min

?

離心分離離心液1-2d+6molL-1HNO3＋少量NaBiO3固體攪拌,加熱離心沉降紫紅色溶液有Mn2+離心液1d飽和NH4SCN紅色溶液有Fe3+BACK防止離子失落，防止離子過度檢出。（1）嚴(yán)格操作沉淀完全，洗滌要干凈，分離要分清。（2）嚴(yán)格控制試劑用量、濃度。（3）嚴(yán)格控制溫度和加熱時間Pb2++Cl-PbCl2完全，溫度要低Mn2++NaOH+H2O2MnO(OH)2

溫度要高，使膠體凝聚。（4）排除干擾三、注意事項（5）防止試劑變質(zhì)和污染空白試驗：檢查試劑、蒸餾水或器皿中是否存在微量的待測離子，說明有否“過度檢出”現(xiàn)象。蒸餾水同樣條件下

待檢試液

對照試驗：檢查試劑是否失效，反應(yīng)條件是否控制恰當(dāng)?shù)?，說明有否“漏檢”的現(xiàn)象。

已知離子同樣條件下

待檢測液可能產(chǎn)生的情況：①Cd2+易失落或易過度檢出。②Cr3+易進入三、四組。③Mn2+易失落。④

Al3+鑒定不出。⑤Mg2+鑒定不出。結(jié)果要求：寫好實驗報告進實驗室，結(jié)果當(dāng)場填寫并上交，xx號試液：陽離子種類失落一個離子或過度檢出一個離子均扣10分。GOODLUCK!II、無機合成原理

利用化學(xué)反應(yīng)通過某些實驗方法，從一種或幾種物質(zhì)得到一種或幾種無機物質(zhì)的過程。無機合成的一般過程原料初產(chǎn)品產(chǎn)品分析提純結(jié)構(gòu)含量A+B→C可能性(熱力學(xué)平衡問題)可行性(動力學(xué)問題)1、無機化合物制備的方法設(shè)計的途徑可持續(xù)性(環(huán)保問題)2、無機化合物的一般合成方法1）由復(fù)分解反應(yīng)制備2）分子間化合物的制備3）由礦石、廢渣（液）中制取4）無水化合物的制備1）由復(fù)分解反應(yīng)制備兩種化合物中正負(fù)離子發(fā)生互換的反應(yīng)。產(chǎn)物氣體→收集氣體沉淀→分離沉淀獲得產(chǎn)品溶于水→結(jié)晶獲得產(chǎn)品2）分子間化合物的制備例：摩爾鹽FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O原理：溶解度不同

分子間化合物是由簡單化合物按一定化學(xué)計量關(guān)系結(jié)合而成的化合物。有水合物、復(fù)鹽、配合物等。

一般方法：

1、按方程式化學(xué)計量投料

2、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、過濾、干燥注意：1、原料的純度——較高2、投料量——按理論量3、溫度——視具體情況4、結(jié)晶操作——3）

由礦石、廢渣（液）制取例：工業(yè)氧化銅（CuO）CuSO4·5H2O

鹽泥MgSO4·7H2O 一般工藝過程：A.原料分解造液B.除雜精制C.蒸發(fā)結(jié)晶D.產(chǎn)品A.原料分解造液：原料

試劑常溫或高溫分解液相（料液）固相（殘渣）方法：熔融法酸熔 K2S2O7、KHSO4堿熔 NaOH、Na2CO3溶解法酸溶 H2SO4堿溶 NaOH、Na2CO3

B.除雜精制

料液

試劑合適的工藝條件精制液雜質(zhì)(棄）方法：(1)水解沉淀法(2)活潑金屬置換(3)硫化物沉淀(4)溶劑萃取(5)離子交換

溶解沉淀Fe(OH)3(S)Fe3++3OH-I.pH的選擇(1)水解沉淀法通過調(diào)節(jié)pH，使某些離子水解而產(chǎn)生沉淀，進而分離除雜。由理論計算可知：（[Mn+]