定性分析：鉴定阳离子与阴离子

定性分析问的是一个简单的问题，却要求谨慎的回答：一份未知盐里存在哪些离子？在SPM里，它出现在酸、碱与盐这一章和实验卷里，而它看重的是那些精确描述观察、而不是靠猜的学生。

这篇指南给你一套可靠的测试顺序、需要背下来的颜色，以及考官寻找的确切措辞。

问题的两个部分

每一份盐都由一个阳离子（正离子，通常是金属或铵）和一个阴离子（负离子，如氯离子、硫酸根、碳酸根或硝酸根）组成。你用各自的一套测试去鉴定每一部分。

别把两者混在一起：氢氧化钠溶液和氨水测试阳离子，而稀酸、氯化钡、硝酸银和棕环测试则用于阴离子。

鉴定阳离子：双试剂法

核心方法是把两种碱依次加入分开的两份溶液，观察沉淀。

1. 加氢氧化钠溶液，先少量，再过量。
2. 取新的一份加氨水，先少量，再过量。

沉淀的颜色，以及它在过量试剂里是否溶解，会很快把阳离子缩小到一两个。

• Cu²⁺ 与两者都生成蓝色沉淀。它在过量NaOH里不溶，但在过量氨水里溶解成深蓝色溶液。
• Fe²⁺ 生成绿色沉淀；Fe³⁺ 生成棕色沉淀。两者在任一碱的过量里都不溶。
• Pb²⁺、Al³⁺ 和 Zn²⁺ 与NaOH都生成白色沉淀，且在过量NaOH里溶解。要分开它们，就用氨水：在氨水里，Zn²⁺ 在过量时溶解，而 Pb²⁺ 与 Al³⁺ 不溶。
• Mg²⁺ 和 Ca²⁺ 生成白色沉淀，且在过量NaOH里不溶。
• NH₄⁺ 不生成沉淀；相反，把混合物与NaOH加热会放出氨气，气味刺鼻，会使湿润的红色石蕊纸变蓝。

因为好几种阳离子都生成白色沉淀，你要用一个确认测试收尾。例如，向疑似 Pb²⁺ 的溶液加碘化钾：生成黄色的碘化铅沉淀就确认了它，Pb²⁺ + 2I⁻ → PbI₂。

对 Fe³⁺，硫氰酸钾会给出血红色；对 Fe²⁺，六氰合铁(III)酸钾会给出深蓝色沉淀。你可以在阳离子的定性分析实验里反复练习这些观察，而颜色都汇总在离子、沉淀与焰色一览表里。

鉴定阴离子：先加酸，再加专门试剂

阴离子测试通常先加稀酸，再加一种专门试剂。

• 碳酸根 CO₃²⁻： 加稀酸；你会看到气泡，气体会使石灰水变浑浊，确认是二氧化碳。CO₃²⁻ + 2H⁺ → H₂O + CO₂。
• 氯离子 Cl⁻： 先加稀硝酸，再加硝酸银溶液；生成白色的氯化银沉淀，可溶于氨水。Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl。
• 硫酸根 SO₄²⁻： 先加稀盐酸，再加氯化钡溶液；生成白色的硫酸钡沉淀，且不溶于该酸。Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄。
• 硝酸根 NO₃⁻： 用棕环测试。加硫酸亚铁溶液，再沿着试管壁小心地倒入浓硫酸；在两层交界处会生成一个棕色的环。浓酸要小心处理。

氯离子测试前的稀硝酸、硫酸根测试前的稀盐酸都不是可有可无的，它们先除去碳酸根离子，否则碳酸根会给出假的白色沉淀。漏了这一步是很经典的考试失误。

必须背得滚瓜烂熟的气体测试

好几个测试以气体收尾，所以要把这些确认背得精确：

• 二氧化碳 使石灰水变浑浊。
• 氧气 使带火星的木条复燃。
• 氢气 在靠近点燃的木条时，以「噗」的爆鸣声燃烧。
• 氨气 气味刺鼻，使湿润的红色石蕊纸变蓝。
• 氯气 呈黄绿色，会漂白湿润的石蕊纸。

例题：一份未知的白色固体

假设一份无色溶液：与NaOH生成白色沉淀且过量时溶解，与氨水生成白色沉淀且过量时不溶，加稀盐酸后与氯化钡生成白色沉淀。这个在过量NaOH里溶解、却在过量氨水里不溶的阳离子指向 Al³⁺ 或 Pb²⁺；阴离子结果确认是硫酸根。

碘化钾确认测试（没有黄色沉淀）排除了铅，所以这份盐是硫酸铝。留意每一次观察怎样排除掉可能性，直到只剩一个答案。

怎样拿到每一分

考官把观察和推断分开给分，所以两者都要写：「生成白色沉淀，溶于过量氢氧化钠」，然后「因此阳离子可能是 Al³⁺、Pb²⁺ 或 Zn²⁺」。说出颜色、说明是气体还是沉淀、说明它在过量里是否溶解。

像「改变了」或「反应了」这样含糊的字眼一分都拿不到。

定性分析很吃记忆，但完全学得会，因为同样那十几个结果反复出现。做一张阳离子和阴离子结果的小表格，自测到颜色变成本能，再练习用完整句子写观察。

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