复旦无机化学与化学分析实验课件11-3第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定

常见阳离子的分离与鉴定第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定第Ⅱ组阳离子包括Cu2+、Bi3+、Cd2+、Hg2+、As(III,V)、Sb3+、Sn4+以及第Ⅰ组阳离子沉淀以后留在溶液中的Pb2+——这些阳离子的硫化物溶度积很小，可以在酸性溶液（[H+]约为0.3mol/L）中沉淀完全Cu2+、Bi3+、Cd2+以及Pb2+其硫化物难溶于Na2S，称为铜组（ⅡA组）Hg2+、As(III,V)、Sb3+、Sn4+其硫化物能溶于Na2S，称为锡组（ⅡB组）1．硫代乙酰胺与第Ⅱ组阳离子的作用取Pb2+、Cu2+、Bi3+、Cd2+、Hg2+、Sn4+试液各6滴，分别＋2mol/LHCl溶液、5%硫代乙酰胺溶液10滴→沸水浴加热，注意观察沉淀过程中的颜色变化。然后离心分离，弃去清液。PbS、CuS、CdS、HgS和Bi2S3沉淀＋6mol/LHNO33滴SnS2沉淀上＋Na2S试剂3~4滴置于水浴上加热，观察沉淀的溶解情况。(1)Cu2+离子的鉴定反应a．以K4[Fe(CN)6]试剂鉴定Cu2+离子铜盐溶液＋K4[Fe(CN)6]试剂，搅拌→Cu2[Fe(CN)6]沉淀。b．Cu2+离子与氨的特征反应铜盐溶液→逐滴加入2mol/L氨水→特征深蓝色透明溶液。(2)Bi3+离子的鉴定反应a．以Na2SnO2试剂鉴定Bi3+离子SnCl2溶液1滴＋6mol/LNaOH溶液2滴→生成Sn(OH)2沉淀→再生成Na2SnO2→加入铋盐溶液1滴→立即生成黑色沉淀：3Na2SnO2+2Bi(OH)3→3Na2SnO3+2Bi+3H2Ob．以KI试剂鉴定Bi3+离子铋盐溶液3滴→逐滴加入KI试剂→先生成棕黑色BiI3沉淀→再溶于过量试剂，生成橘黄色KBiI4溶液。2．第Ⅱ组阳离子的鉴定反应(3)Cd2+离子的鉴定反应即步骤1中Cd2+与硫代乙酰胺生成黄色CdS沉淀特征反应。(5)Sn2+离子的鉴定反应a．以HgCl2试剂鉴定Sn2+离子小试管中加入HgCl2试剂2滴＋SnCl2溶液2滴→生成白色Hg2Cl2沉淀→逐渐变成灰色。b．以亚甲基蓝试剂鉴定Sn2+离子小试管中加入亚甲基蓝试剂2滴及浓HCl溶液1滴→加入亚锡离子溶液2滴→溶液蓝色褪去。2．第Ⅱ组阳离子的鉴定反应(1)调节溶液pH取分离第Ⅰ组阳离子后的混合试液＋浓氨水→溶液呈弱碱性（石蕊试纸）→滴加2mol/LHCl溶液→溶液呈微弱的酸性（蓝色石蕊试纸变红，刚果红试纸不变蓝）→滴加约为总体积1/6的2mol/LHCl溶液使[H+]约为0.3mol/L（pH=0.5）。此时甲基紫试纸呈蓝绿色。若溶液的酸度不够，可再用2mol/LHCl溶液调节。(2)沉淀分离第Ⅱ组阳离子（硫化物）取上溶液，滴加硫代乙酰胺试剂25滴→沸水浴中加热10min→稍冷后加水稀释一倍→继续加热5min→冷却→离心→检查沉淀是否完全→沉淀完全后离心分离，保留清液待用。(3)Sn4+、Sb3+离子与Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cd2+离子分离将(2)所得沉淀用5%NH4NO3溶液洗涤2次→滴加2mol/LNa2S溶液10滴→水浴加热2~3min并充分搅拌→趁热离心分离并保留溶液→沉淀再用数滴Na2S处理→合并离心液。此时锡→络离子SnS32-进入溶液而CuS、PbS、CdS和Bi2S3则不溶。3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定(4)SnS2的重沉淀在含SnS32-溶液中滴加6mol/LHCl溶液→溶液呈酸性（石蕊试纸）→生成硫化物沉淀→再滴加硫代乙酰胺5滴（使沉淀完全）→沸水浴加热→离心分离→弃去溶液。(5)SnS2的溶解滤纸条将步骤(4)所得沉淀吸干→滴加浓盐酸10~15滴→沸水浴加热5min→溶解→转移至小烧杯→煮沸除H2S（若溶液中有硫残渣则离心分离除去）。(6)Sn2+离子的鉴定取步骤(5)所得溶液4滴＋6mol/LHCl溶液10滴及一小片镁片→Sn4+还原→用HgCl2试剂或次甲基蓝试剂检验Sn2+。(8)CuS、PbS、CdS和Bi2S3的溶解取步骤(3)所得沉淀用5%NH4NO3溶液洗涤1次→加6mol/LHNO3溶液10滴→加热2~3min不断搅拌。若溶液浮有黑色不溶物，离心弃去。3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定(9)Pb2+离子的分离及鉴定步骤(8)所得溶液转入微烧杯＋浓H2SO44滴→小火加热蒸发至冒SO3白烟→冷却→＋6滴水→搅拌后放置（防止PbSO4过饱和）→将沉淀连同溶液一起转入离心试管→3滴水淋洗烧杯后并入离心试管→离心分离→溶液转移至另一试管以检验Cu2+与Bi3+。用水3滴洗涤沉淀2次→加3mol/LNH4Ac溶液4滴→水浴加热以溶解PbSO4，按Pb2+的鉴定方法检验Pb2+。(10)Cd2+、Cu2+与Bi3+离子的分离及Cu2+离子的鉴定步骤(9)所得离心液中逐滴加入浓氨水→至对石蕊试纸呈碱性后再多加几滴。这时溶液若呈[Cu(NH3)4]2+的深蓝色，即可证明有Cu2+。若需进一步确证，可取几滴溶液＋K4[Fe(CN)6]试剂→Cu2[Fe(CN)6]沉淀。将溶液离心分离3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定离心液：含[Cu(NH3)4]2+和[Cd(NH3)4]2+沉淀：白色的Bi(OH)3(11)Cd2+离子的分离及鉴定将上述离心液用2mol/LHCl溶液和2mol/L氨水调节至溶液呈弱酸性→加入相当于溶液体积1/2的6mol/LHCl溶液→再加硫代乙酰胺4~5滴→水浴加热使CuS沉淀完全→离心分离。在离心液中滴加3mol/LNaAc溶液数滴和硫代乙酰胺2滴→加热得到黄色CdS沉淀，此即Cd2+的确证反应。(12)Bi3+离子的鉴定将步骤(10)所得白色Bi(OH)3沉淀用水洗涤2次→加2~3滴2mol/LHCl溶液→溶解。按前述Bi3+离子的鉴定方法检验Bi3+。3．第Ⅱ组阳离子的分离和鉴定注意：1.分离第Ⅱ组阳离子必须严格控制溶液的酸度。先后加入浓氨水和2mol/LHCl溶液调节pH时，每加1滴都要充分搅拌直至溶液呈所要求的酸碱性。2.将CuS沉淀完全、离心分离后进行Cd2+离子的鉴定时，必须考虑此时溶液的酸度条件，滴加足够的3mol/LNaAc溶液调节酸度，然后加入硫代乙酰胺、加热，方能得到黄色的CdS沉淀以确证Cd2+的存在。思考题1．请写出硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下的水解产物（用反应式表示）。2．简述在第II组阳离子中，将Sb3+、Sn4+离子与Cu2+、Bi3+、Pb2+、Cd2+离子分离所用的试剂及条件。3．用硫代乙酰胺从混合试液中沉淀出第II组阳离子时，溶液的酸度应调节为[H+]＝0.3mol/L，能否用HNO3或H2SO4来代替调节酸度用的盐酸？在沉淀过程中，为什么还要用水将溶液稀释一倍？4．Sn2+也属于第II组，但SnS不溶于Na2S溶液中。在铜组和锡组的分离中，若欲使其进入锡组，应先作何处理？