实验2 常见阴离子的分离与鉴定

实验目的

（1） 掌握一些常见阴离子的性质和鉴定反应；

（2） 了解阴离子分离与鉴定的一般原则，掌握常见阴离子分离与鉴定的原理和方法。 实验原理

有关混合离子分离与鉴定的基本知识参见“混合离子的分离与鉴定”部分。

许多非金属元素可以形成简单的或复杂的阴离子。例如S2-、Cl-、NO3-和SO42-等，许多金属元素也可以以复杂的阴离子的形式存在。例如VO3-、CrO42-、Al(OH)4-等。所以，阴离子的总数很多。常见的重要阴离子有Cl-、Br-、I-、S2-、SO32-、S2O32-、SO42-、NO3-、NO2-、PO43-、CO32-等十几种，这里主要介绍它们的分离与鉴定的一般方法。

许多阴离子只在碱性溶液中存在或共存，一旦溶液被酸化，它们在酸性条件下会分解或相互发生反应。酸性条件下易分解的有NO2-、S2-、SO32-、S2O32-、CO32-；

酸性条件下氧化性离子有NO3-、NO2-、SO32-可与还原性离子I-、SO32-、S2O32-、S2-发生氧化还原反应。还有些离子易被空气氧化，例如NO2-、SO32-、S2-易被空气氧化成NO3- 、SO42-和S等，分析不当容易造成错误。

由于阴离子间的相互干扰较少，实际上许多离子的共存的机会也较少，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。为了了解溶液中离子存在情况，对阴离子进行系统分组还是必要的，但分组的主要目的不是用于离子分离，而是用于预先确定哪些离子存在。阴离子有不同的分组方法，这里只介绍其中一种，见表2-1。

表2-1 常见阴离子的分组 组别 第一组 （挥发组） 第一组 （钙、钡盐组） 构成各组的阴离子 S2-、SO32-、S2O32-、CO32-、NO2-等离子 SO42-、PO43-、SiO32-、AsO43-等离子

组试剂 HCl BaCl2 (中性或弱碱性介质) 特性 在酸性介质中形成挥发性酸或易分解的酸 钙盐、钡盐难溶于水 第一组 （银盐组） 第一组 （易溶组） Cl-、Br-、I-等离子 NO3-、ClO3-、CH3COO-等离子 AgNO3 HNO3 无组试剂 银盐难溶于水和稀HNO3 银盐、钙盐、钡盐等均易溶于水

常见阴离子的鉴定反应及它们与常见试剂的反应见例1和例2。 [例1] 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：

问题：该混合液呈中性、酸性还是碱性？为什么？ [例2] S2-、SO32-、S2O32-混合液的分离与鉴定

（分析： SO32-、S2O32-对S2-的鉴定无干扰，S2-可采用分别分析法；如果采用加酸分解法鉴定SO32-、S2O32-，则二者相互干扰，不采用此鉴定法时二者不互相干扰，只受S2-干扰，因此分析SO32-、S2O32-时应将 S2-除去。方法是选用PbCO3或 CdCO3作沉淀剂，它们可将S2-转化为相应的硫化物沉淀，而SO32-、S2O32-则不被转变，仍留在溶液中。） 方案：

1滴混合液 1滴Na2[Fe(CN)5NO] 溶液（SO32-、S2O32-、CO32-） SO42-、NO3-、Cl-、CO32- 稀HCl酸化、BaCl2 BaSO4↓(白色) 示有SO42-

稀HCl CO2 有气体产生使 饱和Ba(OH)2 溶液变浑浊 示有CO32-

FeSO4、浓H2SO4 [Fe(NO)]2+ 在混合液与 H2SO4分层 处出现棕色环 示有NO3-

稀HNO3、AgNO3 AgCl↓(白) NH3?H2O 2mol/L

AgCl↓(白) HNO3 AgCl↓(白) 示有Cl-

S2-、SO32-、S2O32- 混合溶液0.5mL 固体PbCO3

S2-沉淀完全离心分离

沉淀

Na4[Fe(CN)5(NO)S] 溶液呈紫红色 示有S2-

ZnSO4 K4[Fe(CN)6] Na2[Fe(CN)5NO] 红色↓ 示有SO32-

PbCO3、PbS (弃去)

AgNO3

Ag2S2O3↓→Ag2S↓ 白色沉淀迅速转化为黄色→棕色→黑色

示有S2O32-

问题：（1）此混合溶液能否采用“分别分析法”进行离子鉴定？为什么？

（2）加固体PbCO3除去S2-时，如何检验S2-是否完全除去？如果除不净S2-，对鉴定

有何影响？

仪器和药品

仪器：试管、离心试管、试管夹、点滴板、滴管、酒精灯、水浴加热烧杯、离心机等。 药品： BaCl2（0.1mol/L）、Ba（OH）2(饱和液)、ZnSO4（0.1mol/L）、AgNO3（0.1mol/L）、

KMnO4（0.01mol/L）、KI（0.1mol/L）、KNO3（0.1mol/L）、KClO3 （饱和）、FeSO4（0.5mol/L）、Na3PO4（0.1mol/L）、Na2S2O3（0.1mol/L）、NaNO2（饱和、0.1mol/L）、

（NH4）2S（饱和、0.1mol/L）、（NH4）2 CO3（0.1mol/L）、H2SO4（3mol/L、浓）、HCl（6mol/L）、HNO（、HOAC（2mol/L）、Na2[Fe(CN)5NO](1%)、K4[Fe(CN)6（]0.1mol/L）、 36mol/L）钼酸铵、对氨基苯磺酸、-萘胺、淀粉-碘溶液、氯水、CCl4、Zn粉、PbCO3(s)、PH试纸、 KI –淀粉试纸、浓度均为0.1mol/L的阴离子混合液：CO32-、SO42-、NO3-、PO43-一组； Cl-、Br-、I-一组；S2-、SO32-、S2O32-、CO32-一组；未知阴离子混合液可配5-6个离子一组。

实验内容

1． 已知阴离子混合液的分离与鉴定

按例题格式，设计出合理的分离鉴定方案，分离鉴定下列三组阴离子： （1） CO32-、SO42-、NO3-； （2） S2-、SO32-、S2O32-、；

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-、SO42-、NO3-、PO43-、Cl-、 Br- 、I-、S2-、SO32-、S2O32-，按下列步骤进行分析，确定试液中含有哪些离子。

（1）初步试验

1用pH试纸测试未知试液的酸碱性 如果溶液成酸性，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3mol/L的H2SO4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。

2钡组阴离子检验 在离心试管中加入几滴未知液，加入1~2滴1mol/L的BaCl2溶液，观○

察有无沉淀产生。如果有白色沉淀产生，可能有CO32-、SO42-、PO43-、SO32-，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6mol/L的HCl，根据沉淀是否溶解，进一步判断哪些离子可能存在。

3银盐组阴离子的检验 取几滴未知液，滴加0.1mol/L的AgNO3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，迅速变黄变综变黑，在有S2O32-离子。但 浓度大时，也可能生成Ag(S2O3)23-不析出沉淀。CO32-、PO43-、Cl-、 Br- 、I- 都与Ag+形成浅色沉淀，如有黑色沉淀，则他们有可能被掩盖。离心分离，在沉淀中加入6mol/L的HNO3，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。

4氧化性阴离子检验 取几滴未知液，用稀H2SO4酸化，加CCl4溶剂5~6滴，再加入几滴○

0.1mol/L的KI溶液。振荡后，CCl4层呈紫色，说明有NO2-存在（若溶液中有SO32-等，算化后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-）。

5还原性阴离子检验 取几滴未知液，用稀H2SO4酸化，然后加入1~2滴0.01mol/L的○

KMnO4溶液，若KMnO4溶液的紫色褪去，表示可能存在NO2-、Br- 、I-、S2-、SO32-、S2O32-，等还原性的离子。如果有还原性离子的反应，则用淀粉-碘溶液再进一步检验是否存在强还原性离子。如果使淀粉-碘溶液的蓝色褪去，表示可能存在S2-、SO32-、S2O32-等离子。

表2-2 阴离子的初步试验 pH 试验 稀H2SO4 试验 BaCl2 试验 AgNO3 试验 试验 还原性离子试验 KMnO4试验 淀粉-碘试验 综合分析 根据○1 ~ ○5的实验结果，判断有哪些离子可能存在，并将结果填入表2-1中。

SO42- SO32- S2O32- S2- PO43- CO32- NO2- NO3- Cl- Br- I-