实验11-常见阴离子未知液的定性分析

常见无机阴离子的分离与鉴别一、实验目的1、 熟悉常见阴离子的有关性质并掌握它们的鉴别反应2、 进一步培养观察实验和分析现象中所遇到的问题的能力二、实验原理1、常见阴离子有以下13种：SO42-、PO43-、CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、Cl-、Br-、I-、Ac、NO3-、NO2- 在阴离子中，有的遇酸易分解，有的彼此氧化还原而不能共存。故阴离子的分析有以下两个特点： （1） 阴离子在分析过程中容易起变化，不易于进行手续繁多的系统分析。 （2） 阴离子彼此共存的机会很少，且可利用的特效反应较多，有可能进行分别分析。 在阴离子的分析中，主要采用分别分析方法，只有在鉴定时，在某些阴离子发生相互干扰的情况下，才适当采取分离手段。但采用分别分析方法，并不是要针对所研究的全部离子逐一进行检验，而是先通过初步实验，用消去法排除肯定不存在的阴离子，然后对可能存在的阴离子逐个加以确定。 由于阴离子间的相互干扰较少，实际上许多离子共存的机会也较少，因此大多数阴离子分析一般都采用分别分析的方法，只有少数相互有干扰的离子才采用系统分析法，如S2-、SO32-、S2O32-；Cl-、Br-、I-等。混合阴离子分离与鉴定举例：例 SO42-、NO3-、Cl-、CO32-混合液的定性分析(分析：由于这四个离子在鉴定时互相无干扰，均可采用分别分析法)方案：SO42-、NO3-、Cl-、CO32- 稀HCl酸化、BaCl2 稀HCl FeSO4、H2SO4 稀HNO3、AgNO3BaSO4(白色) CO2 Fe(NO3)2+ AgCl(白)初步试验包括挥发性实验、沉淀实验、氧化还原实验等，具体为：A 沉淀实验 （1） 与 BaCl2的反应 在13支离心试管中分别滴加SO42、SiO32、 PO43-、SO32-、 CO32-、 S2O32、S2-、Cl- 、Br-、I-、NO3-、NO2-、Ac-,各2滴，然后滴加一滴0.5M BaCl2。 反应方程式： 1) Ba2+ SO42-=BaSO4（白） BaSO4+HCl= 不反应2) Ba2+ SiO32-=BaSiO3（白） BaSiO3+2HCl=H2SiO3(胶状)+BaCl2 3) 3 Ba2+2 PO43-=Ba3(PO4)2（白） Ba3(PO4)2+3 HCl= BaCl2+H3PO4 74) Ba2+ CO32-=BaCO3（白） BaCO3+2 HCl= BaCl2+H2O+CO2 5) Ba2+ SO32-=BaSO3（白） BaSO3+2HCl= BaCl2+H2O+SO2 6) Ba2+ S2O32-=BaS2O3 （白） BaS2O3+2 HCl= BaCl2+H2O+SO2+S 而S2-、Br-、I-、NO3-、NO2-、Ac-中加入BaCl2后无现象。 (2) 与AgNO3的反应 反应方程式： 7) 2Ag+ SO42-=Ag2SO4 （白） Ag2SO4+HNO3= 不反应8) 2Ag+ SiO32-=Ag2SiO3 （白） Ag2SiO3+2HNO3=H2SiO3+2AgNO3 9) 3 Ag+ PO43-=Ag3PO4 （黄） Ag3PO4+3 HNO3= AgNO3+ H3PO4 10）2Ag+ CO32-=AgCO3 （白） AgCO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2 11) 2Ag+ SO32-=Ag2SO3 （黄） Ag2SO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+ SO2 12) 2Ag+ 2S2-=Ag2S（黑） 13）Ag+ Cl-=AgCl（白） AgCl+ HNO3= 不反应14) Ag+ Br-=AgBr（黄） AgBr+ HNO3= 不反应15) Ag+ I-=AgI （黄） AgI+ HNO3= 不反应其它离子如NO3-、NO2-、Ac-无明显现象。 B 挥发性实验 待检离子：SO32-、 CO32-、 S2O32、S2-、NO2- 反应方程式： 16）2H+ CO32-= H2O+CO2 17) 2H+ SO32-= H2O+SO2 18) 2H+ S2O32-= H2O+SO2+S（黄） 19) 2H+ S2-= H2S 20) 2H+ NO2-=NO+ H2O C 氧化还原性试验 （1） 氧化性试验 21） 2I-+ 4H+ 2NO2-= 2NO+ 2H2O+I2 其余离子无明显现象。 （2） 还原性试验 KMnO4试验 22）2MnO4-+ 5SO32- + 6H+ =2Mn2+ 5SO42- +3H2O 23) 4MnO4-+ 5S2O32-+ 9H+= 10SO42-+4Mn2+18H2O 24) 2MnO4-+ 10Br-+ 16H+ =2Br2+2Mn2+8H2O 25) 2MnO4-+ 10 I-+ 16H+ =2I2+2Mn2+8H2O 26) 2MnO4-+ 5NO2-+ 16H+= 5NO3-+2Mn2+8H2O 27) 2MnO4-+ 10Cl-+ 16H+=5Cl2+2Mn2+8H2O 28) 2 MnO4-+ 5S2-+ 16H+ = 5S（黄）+2Mn2+8H2O 其余离子无明显现象 I2-淀粉试验 I2 + S2- = 2I- + S I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62H2O + I2 + 2SO32- = 2H+ + 2I- + SO42三、实验方法1、已知阴离子混合液的分离与鉴定2、未知阴离子混合液的分析某混合离子试液可能含有CO32-、NO2-、NO3-、PO43-、S2-、SO32-、S2O32-、SO42-、Cl-、Br-、I-，按下列步骤进行分析，确定试液中含有哪些离子。（1） 初步检验A 用pH试纸测试未知试液的酸碱性 如果溶液呈酸性，哪些离子不可能存在？如果试液呈碱性或中性，可取试液数滴，用3molL-1H2SO4酸化并水浴加热。若无气体产生，表示CO32-、NO2-、S2-、SO32-、S2O32-等离子不存在；如果有气体产生，则可根据气体的颜色、臭味和性质初步判断哪些阴离子可能存在。B钡组阴离子的检验 在离心试管中加入几滴未知液，加入12滴1molL-1BaCl2溶液，观察有无沉淀产生。如果有白色沉淀产生，可能有SO42-、SO32-、PO43-、CO32-等离子(S2O32-的浓度大时才会产生BaS2O3沉淀)。离心分离，在沉淀中加入数滴6molL-1HCl，根据沉淀是否溶解，进一步判断哪些离子可能存在。C银盐组阴离子的检验 取几滴未知液，滴加0.1molL-1AgNO3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，迅速变黄变棕变黑，则有S2O32-。但S2O32-浓度大时，也可能生成Ag(S2O3)23-不析出沉淀。Cl-、Br-、I-、CO32-、PO43-都与Ag+形成浅色沉淀，如有黑色沉淀，则它们有可能被掩盖。离心分离，在沉淀中加入6molL-1HNO3，必要时加热。若沉淀不溶或只发生部分溶解，则表示有可能Cl-、Br-、I-存在。D 氧化性阴离子检验 取几滴未知液，用稀H2SO4酸化，加CCl4 56滴，再加入几滴0.1molL-1KI溶液。振荡后，CCl4层呈紫色，说明有NO2-存在(若溶液中有SO32-等，酸化后NO2-先与它们反应而不一定氧化I-，CCl4层无紫色不能说明无NO2-)。E还原性阴离子检验 取几滴未知液，用稀H2SO4酸化，然后加入12滴0.01molL-1 KMnO4溶液。若KMnO4的紫红色褪去，表示可能存在SO32-、S2O32-等离子。根据(1)(5)实验结果，判断有哪些离子可能存在。（2） 确证性试验 根据初步试验结果，对可能存在的阴离子进行确证性试验。四、注意事项 1、在观察BaS2O3沉淀时，如果没有沉淀， 应用玻璃棒摩擦试管壁， 加速沉淀生成。 2、 注意观察Ag2S2O3在空气中氧化分解的颜色变化。 3、在还原性试验时一定要注意， 加的氧化剂KMnO4和I2-淀粉的量一定要少， 因为阴离子的浓度很低。如果氧化剂的用量较大时，氧化剂的颜色变化是不容易看到的。