定性分析用来鉴定盐里的离子。阳离子用氢氧化钠和氨水溶液,通过其氢氧化物沉淀的颜色和溶解性来测;阴离子用特定试剂测;气体测试和确证测试完成鉴定。
本页只讲一条中四内容标准:盐的定性分析。定性分析是一项侦探工作,用颜色、沉淀、气体和确证测试来鉴定一种盐含有哪种阳离子和哪种阴离子。
它是实验考试和试卷二结构题的常客,而它看重系统的方法,远胜于靠死记的运气。
定性分析是什么
定性分析鉴定盐里存在的离子,它回答「里面有什么」,而不是「有多少」。一次完整的鉴定要命名阳离子(带正电的金属离子或铵离子)和阴离子(如氯离子、硫酸根、碳酸根或硝酸根这类带负电的离子)。
你通过观察颜色、加试剂看沉淀、检验放出的任何气体、并以确证测试收尾,来得到答案。
阳离子测试:氢氧化钠与氨水
主要的阳离子测试是把氢氧化钠溶液加入盐溶液,然后在一份新样品上加氨水溶液。你记录金属氢氧化物沉淀的颜色,以及它是否溶于过量试剂。
- Cu²⁺,蓝色沉淀,不溶于过量。
- Fe²⁺,绿色沉淀,不溶于过量。
- Fe³⁺,棕色沉淀,不溶于过量。
- Al³⁺、Pb²⁺、Zn²⁺,白色沉淀,溶于过量氢氧化钠。
要把三种白色的分开,用氨水溶液:只有 Zn²⁺ 溶于过量氨水;Al³⁺ 和 Pb²⁺ 不溶。这两种试剂的对照正是本标准的核心。
阴离子测试
每种阴离子都有自己的试剂和观察:
- 碳酸根,CO₃²⁻,加稀酸;二氧化碳冒泡并使石灰水变浑浊。
- 氯离子,Cl⁻,加稀硝酸再加硝酸银溶液;生成白色沉淀。
- 硫酸根,SO₄²⁻,加稀盐酸再加氯化钡溶液;生成白色沉淀。
- 硝酸根,NO₃⁻,棕环测试(用硫酸铁(II)和浓硫酸)给出棕色环。
在氯离子和硫酸根测试里先加酸,是为了除去碳酸根离子,否则它会给出假的白色沉淀。
气体测试与确证测试
若干气体能确证某离子或分解产物:二氧化碳使石灰水变浑浊;氨气使湿润的红色石蕊变蓝并有刺鼻气味;氧气使带火星的木条复燃;氢气与点燃的木条发出「噗」声。确证测试给暂定结果一锤定音,例如向铅(II)盐加碘化钾,得到碘化铅(II)的黄色沉淀。
例题
题目。 检验一份无色盐溶液。
(1) 与氢氧化钠溶液生成溶于过量的白色沉淀。(2) 与氨水溶液生成不溶于过量的白色沉淀。
(3) 加稀硝酸再加硝酸银生成白色沉淀。鉴定阳离子和阴离子,并命名这盐。
第一步,解读氢氧化钠结果。 溶于过量 NaOH 的白色沉淀,把阳离子缩小到 Al³⁺、Pb²⁺ 或 Zn²⁺。
第二步,解读氨水结果。 沉淀不溶于过量氨水,这排除了 Zn²⁺。
所以阳离子是 Al³⁺ 或 Pb²⁺。
第三步,解读阴离子测试。 与硝酸银(在硝酸之后)生成白色沉淀,表明阴离子是氯离子 Cl⁻。
第四步,综合。 氯化铅(II)只微溶,所以澄清的溶液更可能含完全可溶的铝盐。
最一致的鉴定是氯化铝 AlCl₃(若存在 Pb²⁺,用确证测试,如碘化钾给黄色沉淀,即可确证铅)。
答案。 阳离子 Al³⁺,阴离子 Cl⁻;这盐是氯化铝 AlCl₃。
练习题
题目。 一份绿色盐溶液与氢氧化钠溶液生成不溶于过量的绿色沉淀。
当把稀盐酸加到固体盐上时,放出一种使石灰水变浑浊的气体。鉴定阳离子和阴离子,并命名这盐。
答案。 不溶于过量氢氧化钠的绿色沉淀表明阳离子是 Fe²⁺(铁(II))。与酸反应放出、使石灰水变浑浊的气体是二氧化碳,所以阴离子是碳酸根 CO₃²⁻。这盐是碳酸铁(II) FeCO₃。
考试提示
把阳离子结果当作两条信息来读:沉淀的颜色以及它是否溶于过量,两者都需要,而同时用氢氧化钠和氨水,正是分开三种白色沉淀的办法(只有 Zn²⁺ 溶于过量氨水)。在氯离子和硫酸根的阴离子测试里,先加酸以破坏碳酸根离子,否则你可能报出假阳性。
观察要说得精确(「溶于过量的白色沉淀」),而不要含糊(「它发生反应」),因为分数是给具体观察的。
一套系统流程
对每一种未知盐都用同样的方式处理,分析就变得可靠。第一,记下固体和溶液的颜色:蓝色溶液提示 Cu²⁺,绿色提示 Fe²⁺,无色或白色固体提示 Na⁺、Ca²⁺、Al³⁺、Zn²⁺ 或 Pb²⁺ 这类离子。
第二,做阳离子测试,先氢氧化钠、再氨水,记录颜色和在过量中的溶解性。第三,按你所怀疑的做相应的阴离子测试,记得氯离子和硫酸根要先酸化。
第四,用气体测试或确证测试解决剩下的疑问。把你的观察和推断并排写成一张表,正是结构题批改的方式。
由于这里很多分是给正确地陈述观察的,请练习确切的措辞:碳酸根写「冒泡,气体使石灰水变浑浊」;铁(III) 写「棕色沉淀,不溶于过量」;铝或铅写「白色沉淀,溶于过量氢氧化钠但不溶于过量氨水」。这正是你在课程一开始就遇到的「规则加证据」的同一套纪律,如今用来鉴定离子。
本节定位
这是内容标准 6.7,是**酸、碱与盐**一章的收尾标准。它建立在你在标准 6.6 学会制备的那些盐之上,也建立在全章的沉淀与气体观念之上。
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快速回顾
- 阳离子测试:先氢氧化钠、再氨水;记沉淀颜色与在过量中的溶解性(只有 Zn²⁺ 溶于过量氨水)。
- 阴离子测试:碳酸根 → CO₂;氯离子 → 与硝酸银生成白色沉淀;硫酸根 → 与氯化钡生成白色沉淀;硝酸根 → 棕环。
- 氯离子和硫酸根测试要先酸化。
- 以气体测试或确证测试收尾;陈述精确的观察。
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