單元九陽離子第三A屬分析課件

單元八

陽離子第三A屬分析(上)臺(tái)北市立松山工農(nóng)化工科謝榮忠製作單元八

陽離子第三A屬分析(上)臺(tái)北市立松山工農(nóng)化工科謝榮忠1大綱原理實(shí)驗(yàn)步驟流程圖實(shí)驗(yàn)記錄大綱原理2一、原理屬試劑分屬試劑鋁離子的分離與確認(rèn)鉻離子的分離與確認(rèn)鋅離子的分離與確認(rèn)一、原理屬試劑31.屬試劑-1第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Al3+及Cr3+。在氨-氯化銨的緩衝溶液中與H2S產(chǎn)生沉澱：Al(OH)3、Cr(OH)3、Fe2S3、CoS、NiS、MnS及ZnS。2Fe3++3H2SFe2S3+6H+Co2++H2SCoS+2H+Ni2++H2SNiS+2H+Mn2++H2SMnS+2H+Zn2++H2SZnS+2H+Al3++3OH-Al(OH)3Cr3++3OH-Cr(OH)31.屬試劑-1第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni41.屬試劑-2第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化物大，所以在0.3M[H+]之酸性環(huán)境中不生沉澱；但是在鹼性緩衝溶液中可產(chǎn)生沉澱。硫化物Ksp分屬ZnS1.6×10-23ⅢCoS5.0×10-22ⅢNiS1.0×10-22ⅢFeS6.3×10-18ⅢMnS1.1×10-15ⅢHgS1.6×10-52ⅡCdS8.0×10-27Ⅱ1.屬試劑-2第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化51.屬試劑-3[H+]的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+

也會(huì)沉澱。以氨-氯化銨緩衝溶液控制溶液的[H+]於弱鹼性，可使第四屬氫氧化鎂不會(huì)沉澱。氫氧化物Ksp分屬Al(OH)31.0×10-32ⅢCr(OH)31.0×10-30ⅢMg(OH)21.1×10-11Ⅳ1.屬試劑-3[H+]的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+62.分屬試劑-1第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為A、B兩分屬。Al(OH)3、Zn(OH)2均可溶於KOH中生成可溶性錯(cuò)離子。Cr(OH)3加熱太久會(huì)不溶於KOH，所以用Na2O2將鉻離子氧化成CrO42-而可溶。Al(OH)3+OH-Al(OH)4-Zn(OH)2+4OH-Zn(OH)42-Cr(OH)4-+OH-Cr(OH)4-2Cr(OH)4-+3O22-2CrO42-+4OH-+2H2O2.分屬試劑-1第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為72.分屬試劑-2第三屬陽離子之分屬ⅢA：Al(OH)4-、Zn(OH)42-、CrO42-

ⅢB：Fe2S3、CoS、NiS、MnS2.分屬試劑-2第三屬陽離子之分屬83.鋁離子的分離與確認(rèn)鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(OH)3沉澱。Al3++3NH3+3H2OAl(OH)3+3NH4+Al(OH)3在過量KOH中生成Al(OH)4-的可溶性錯(cuò)離子。Al(OH)3+OH-Al(OH)4-Al(OH)3遇鋁試劑呈粉紅色沉澱。鋁試劑為一種有機(jī)色素，被Al(OH)3吸附後呈現(xiàn)鮮明紅色。3.鋁離子的分離與確認(rèn)鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(94.鉻離子的分離與確認(rèn)-1Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Cr(OH)3沉澱。Cr3++3NH3+3H2OCr(OH)3+3NH4+Cr(OH)3可溶於過量KOH中生成Cr(OH)4-的可溶性錯(cuò)離子。Cr(OH)3+OH-Cr(OH)4-於過氧化鈉存在下Cr(OH)4-被氧化成CrO42-2Cr(OH)4-+3O22-2CrO42-+4OH-+2H2O4.鉻離子的分離與確認(rèn)-1Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成104.鉻離子的分離與確認(rèn)-2CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaCrO4沉澱。CrO42-+Ba2+BaCrO4BaCrO4可溶於HCl而成為HCrO4-，遇H2O2反應(yīng)生成藍(lán)色的CrO5，此物不穩(wěn)定迅即分解，藍(lán)色消失。BaCrO4+H+Ba2++HCrO4-HCrO4-+2H2O2+H+CrO5+3H2O藍(lán)色不穩(wěn)定溶液4.鉻離子的分離與確認(rèn)-2CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaC11Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+5.鋅離子的分離與確認(rèn)-1Zn2++H2SZnS鋅離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成ZnS的白色沉澱。ZnS可溶於硝酸成Zn2+。Zn2+遇KOH生成Zn(OH)42-的可溶性錯(cuò)離子。Zn(OH)42-於酸性溶液中酸化成Zn2+後，遇氨-氯化銨緩衝溶液生成[Zn(NH3)4]2+的可溶性錯(cuò)離子。Zn2++4NH3[Zn(N125.鋅離子的分離與確認(rèn)-2[Zn(NH3)4]2+與H2S(或硫代乙醯)生成ZnS的白色沉澱，可確認(rèn)鋅離子[Zn(NH3)4]2++S2-ZnS+4NH4+白色沉澱確認(rèn)Zn2+5.鋅離子的分離與確認(rèn)-2[Zn(NH3)4]2+與H2S(13二、實(shí)驗(yàn)步驟-11.取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，加入4滴飽和NH4Cl，然後逐滴加入濃NH3，至溶液呈鹼性。2.加入10滴5%TAA，於沸水中加熱5分鐘，離心分離。澄清液含第Ⅳ、V屬離子，沉澱為第Ⅲ屬硫化物與氫氣化物。陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnS，CoS，NiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3，Cr(OH)3陽離子Ⅳ～V陽離子Ⅲ步驟一陽離子第三屬之沉澱二、實(shí)驗(yàn)步驟-11.取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，14二、實(shí)驗(yàn)步驟-23.於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，水浴中加熱使完全溶解。4.加入3MKOH使呈鹼性，加入約0.3g的Na2O2，攪拌均勻，於水浴中加熱3分鐘，離心分離。步驟二陽離子ⅢA與ⅢB屬之分離HClHNO3KOHNa2O2Al(OH)4-，CrO42-Zn(OH)42-MnO2，F(xiàn)e(OH)3Co(OH)3，Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子MnS，CoSNiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3Cr(OH)3二、實(shí)驗(yàn)步驟-23.於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，15二、實(shí)驗(yàn)步驟-35.於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加入20滴飽和NH4Cl，再逐滴加入濃NH3使呈鹼性，水浴中加熱3分鐘，離心分離，沉澱為Al(OH)3，澄清液為鉻及鋅的錯(cuò)離子。步驟三鋁離子之分離Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-陽離子ⅢAHClNH3-NH4+Al(OH)3CrO42-[Zn(NH3)4]2+二、實(shí)驗(yàn)步驟-35.於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加16二、實(shí)驗(yàn)步驟-46.含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3MHCl使完全溶解，水浴中加熱3分鐘，加入3滴鋁試劑(Aluminon)，再加入3MNH3使呈鹼性，水浴中加熱2分鐘，離心分離，若有紅色沉澱，確認(rèn)Al3+。步驟四鋁離子之確認(rèn)Al(OH)3HCl、NH3Al(OH)3沉澱色料紅色沉澱確認(rèn)Al3+鋁試劑二、實(shí)驗(yàn)步驟-46.含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3M17二、實(shí)驗(yàn)步驟-57.於含有CrO42-及Zn(NH3)42+的澄清液中加入1M的Ba(Ac)2，直到沉澱完全，離心分離，沉澱為BaCrO4，澄清液為鋅的錯(cuò)離子。步驟五鉻離子之分離CrO42-[Zn(NH3)4]2+Ba(Ac)2BaCrO4[Zn(NH3)4]2+二、實(shí)驗(yàn)步驟-57.於含有CrO42-及Zn(NH3)4218二、實(shí)驗(yàn)步驟-68.於BaCrO4的沉澱中加入10滴3MHCl，於水浴中加熱1分鐘，離心分離，捨棄固體殘?jiān)?.在濾紙上滴加2滴澄清液，再加入2滴H2O2，若有藍(lán)色生成且瞬間消失，確認(rèn)有Cr離子存在。步驟六鉻離子之確認(rèn)BaCrO4HClH2O2CrO5藍(lán)色迅即消失確認(rèn)Cr3+二、實(shí)驗(yàn)步驟-68.於BaCrO4的沉澱中加入10滴3M19二、實(shí)驗(yàn)步驟-710.於含Zn(NH3)42+的澄清液中，加入5滴5%TAA，水浴中加熱3分鐘，會(huì)有白色沉澱生成，再加入3MHAc使呈酸性，若白色沉澱溶解，確認(rèn)Zn2+存在。步驟六鋅離子之確認(rèn)[Zn(NH3)4]2+H2S加熱ZnS白色沉澱確認(rèn)Zn2+二、實(shí)驗(yàn)步驟-710.於含Zn(NH3)42+的澄清液中，20三、流程圖-1陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnSCoSNiSZnSFe2S3Al(OH)3Cr(OH)3陽離子Ⅳ～VHClHNO3陽離子ⅢKOHNa2O2Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-MnO2Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子三、流程圖-1陽離子NH3-NH4+MnS陽離子HCl陽離子21三、流程圖-1陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnSCoSNiSZnSFe2S3Al(OH)3Cr(OH)3陽離子Ⅳ～VHClHNO3陽離子ⅢKOHNa2O2Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-MnO2Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子三、流程圖-1陽離子NH3-NH4+MnS陽離子HCl陽離子22Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-三、流程圖-2陽離子ⅢAHClNH3-NH4+Al(OH)3HCl、NH3鋁試劑Al(OH)3沉澱色料紅色沉澱確認(rèn)Al3+CrO42-[Zn(NH3)4]2+Ba(Ac)2BaCrO4HClH2O2CrO5藍(lán)色迅即消失確認(rèn)Cr3+[Zn(NH3)4]2+H2S加熱ZnS白色沉澱確認(rèn)Zn2+Al(OH)4-三、流程圖-2陽離子ⅢAHClAl(OH)323三、實(shí)驗(yàn)記錄Al3+Cr3+Zn2+NH3Al(OH)3Cr(OH)3Zn(OH)2過量NH3Al(OH)3Cr(OH)3[Zn(NH3)4]2+NaOHAl(OH)3Cr(OH)3Zn(OH)2過量NaOHAl(OH)4-Cr(OH)4-Zn(OH)42-H2SZnS鋁試劑紅色沉澱離子試劑三、實(shí)驗(yàn)記錄Al3+Cr3+Zn2+NH3Al(OH)3Cr24單元八

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陽離子第三A屬分析(上)臺(tái)北市立松山工農(nóng)化工科謝榮忠25大綱原理實(shí)驗(yàn)步驟流程圖實(shí)驗(yàn)記錄大綱原理26一、原理屬試劑分屬試劑鋁離子的分離與確認(rèn)鉻離子的分離與確認(rèn)鋅離子的分離與確認(rèn)一、原理屬試劑271.屬試劑-1第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Al3+及Cr3+。在氨-氯化銨的緩衝溶液中與H2S產(chǎn)生沉澱：Al(OH)3、Cr(OH)3、Fe2S3、CoS、NiS、MnS及ZnS。2Fe3++3H2SFe2S3+6H+Co2++H2SCoS+2H+Ni2++H2SNiS+2H+Mn2++H2SMnS+2H+Zn2++H2SZnS+2H+Al3++3OH-Al(OH)3Cr3++3OH-Cr(OH)31.屬試劑-1第三屬陽離子共有七種：Fe3+、Co2+、Ni281.屬試劑-2第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化物大，所以在0.3M[H+]之酸性環(huán)境中不生沉澱；但是在鹼性緩衝溶液中可產(chǎn)生沉澱。硫化物Ksp分屬ZnS1.6×10-23ⅢCoS5.0×10-22ⅢNiS1.0×10-22ⅢFeS6.3×10-18ⅢMnS1.1×10-15ⅢHgS1.6×10-52ⅡCdS8.0×10-27Ⅱ1.屬試劑-2第三屬陽離子硫化物之Ksp較第二屬陽離子之硫化291.屬試劑-3[H+]的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+

也會(huì)沉澱。以氨-氯化銨緩衝溶液控制溶液的[H+]於弱鹼性，可使第四屬氫氧化鎂不會(huì)沉澱。氫氧化物Ksp分屬Al(OH)31.0×10-32ⅢCr(OH)31.0×10-30ⅢMg(OH)21.1×10-11Ⅳ1.屬試劑-3[H+]的濃度不能太低，否則第四屬的Mg2+302.分屬試劑-1第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為A、B兩分屬。Al(OH)3、Zn(OH)2均可溶於KOH中生成可溶性錯(cuò)離子。Cr(OH)3加熱太久會(huì)不溶於KOH，所以用Na2O2將鉻離子氧化成CrO42-而可溶。Al(OH)3+OH-Al(OH)4-Zn(OH)2+4OH-Zn(OH)42-Cr(OH)4-+OH-Cr(OH)4-2Cr(OH)4-+3O22-2CrO42-+4OH-+2H2O2.分屬試劑-1第三屬陽離子之沉澱物以KOH及Na2O2分為312.分屬試劑-2第三屬陽離子之分屬ⅢA：Al(OH)4-、Zn(OH)42-、CrO42-

ⅢB：Fe2S3、CoS、NiS、MnS2.分屬試劑-2第三屬陽離子之分屬323.鋁離子的分離與確認(rèn)鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(OH)3沉澱。Al3++3NH3+3H2OAl(OH)3+3NH4+Al(OH)3在過量KOH中生成Al(OH)4-的可溶性錯(cuò)離子。Al(OH)3+OH-Al(OH)4-Al(OH)3遇鋁試劑呈粉紅色沉澱。鋁試劑為一種有機(jī)色素，被Al(OH)3吸附後呈現(xiàn)鮮明紅色。3.鋁離子的分離與確認(rèn)鋁離子在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Al(334.鉻離子的分離與確認(rèn)-1Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成Cr(OH)3沉澱。Cr3++3NH3+3H2OCr(OH)3+3NH4+Cr(OH)3可溶於過量KOH中生成Cr(OH)4-的可溶性錯(cuò)離子。Cr(OH)3+OH-Cr(OH)4-於過氧化鈉存在下Cr(OH)4-被氧化成CrO42-2Cr(OH)4-+3O22-2CrO42-+4OH-+2H2O4.鉻離子的分離與確認(rèn)-1Cr3+在氨-氯化銨緩衝溶液中生成344.鉻離子的分離與確認(rèn)-2CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaCrO4沉澱。CrO42-+Ba2+BaCrO4BaCrO4可溶於HCl而成為HCrO4-，遇H2O2反應(yīng)生成藍(lán)色的CrO5，此物不穩(wěn)定迅即分解，藍(lán)色消失。BaCrO4+H+Ba2++HCrO4-HCrO4-+2H2O2+H+CrO5+3H2O藍(lán)色不穩(wěn)定溶液4.鉻離子的分離與確認(rèn)-2CrO42-與醋酸鋇生成黃色BaC35Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+5.鋅離子的分離與確認(rèn)-1Zn2++H2SZnS鋅離子在氨-氯化銨的緩衝溶液中生成ZnS的白色沉澱。ZnS可溶於硝酸成Zn2+。Zn2+遇KOH生成Zn(OH)42-的可溶性錯(cuò)離子。Zn(OH)42-於酸性溶液中酸化成Zn2+後，遇氨-氯化銨緩衝溶液生成[Zn(NH3)4]2+的可溶性錯(cuò)離子。Zn2++4NH3[Zn(N365.鋅離子的分離與確認(rèn)-2[Zn(NH3)4]2+與H2S(或硫代乙醯)生成ZnS的白色沉澱，可確認(rèn)鋅離子[Zn(NH3)4]2++S2-ZnS+4NH4+白色沉澱確認(rèn)Zn2+5.鋅離子的分離與確認(rèn)-2[Zn(NH3)4]2+與H2S(37二、實(shí)驗(yàn)步驟-11.取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，加入4滴飽和NH4Cl，然後逐滴加入濃NH3，至溶液呈鹼性。2.加入10滴5%TAA，於沸水中加熱5分鐘，離心分離。澄清液含第Ⅳ、V屬離子，沉澱為第Ⅲ屬硫化物與氫氣化物。陽離子Ⅲ～VNH3-NH4+H2SMnS，CoS，NiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3，Cr(OH)3陽離子Ⅳ～V陽離子Ⅲ步驟一陽離子第三屬之沉澱二、實(shí)驗(yàn)步驟-11.取20滴Ⅲ~v屬的混合液於離心試管中，38二、實(shí)驗(yàn)步驟-23.於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，水浴中加熱使完全溶解。4.加入3MKOH使呈鹼性，加入約0.3g的Na2O2，攪拌均勻，於水浴中加熱3分鐘，離心分離。步驟二陽離子ⅢA與ⅢB屬之分離HClHNO3KOHNa2O2Al(OH)4-，CrO42-Zn(OH)42-MnO2，F(xiàn)e(OH)3Co(OH)3，Ni(OH)2陽離子ⅢB陽離子ⅢAGrⅢ陽離子MnS，CoSNiS，ZnSFe2S3，Al(OH)3Cr(OH)3二、實(shí)驗(yàn)步驟-23.於沉澱中加入5滴濃HCl，3滴濃硝酸，39二、實(shí)驗(yàn)步驟-35.於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加入20滴飽和NH4Cl，再逐滴加入濃NH3使呈鹼性，水浴中加熱3分鐘，離心分離，沉澱為Al(OH)3，澄清液為鉻及鋅的錯(cuò)離子。步驟三鋁離子之分離Al(OH)4-CrO42-Zn(OH)42-陽離子ⅢAHClNH3-NH4+Al(OH)3CrO42-[Zn(NH3)4]2+二、實(shí)驗(yàn)步驟-35.於澄清液中逐滴加入濃HCl使呈酸性，加40二、實(shí)驗(yàn)步驟-46.含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3MHCl使完全溶解，水浴中加熱3分鐘，加入3滴鋁試劑(Aluminon)，再加入3MNH3使呈鹼性，水浴中加熱2分鐘，離心分離，若有紅色沉澱，確認(rèn)Al3+。步驟四鋁離子之確認(rèn)Al(OH)3HCl、NH3Al(OH)3沉澱色料紅色沉澱確認(rèn)Al3+鋁試劑二、實(shí)驗(yàn)步驟-46.含Al(OH)3的沉澱中加入10滴3M41二、實(shí)驗(yàn)步驟-57.於含有CrO42-及Zn(NH3)42+的澄清液中加入1M的Ba(Ac)2，直到沉澱完全，離心分離，沉澱為BaCrO4，澄清液為鋅的錯(cuò)離子。步驟五鉻離子之分離CrO42-[Zn(NH3)4]2+Ba(Ac)2BaCrO4[Zn(NH3)4]2+二、實(shí)驗(yàn)步驟-57.於含有CrO42-及Zn(NH3)4242二、實(shí)驗(yàn)步驟-68.於BaCrO4的沉澱中加入10滴3MHCl，於水浴中加熱1分鐘，離心分離，捨棄固體殘?jiān)?.在濾紙上滴加2滴澄清液，再加入2滴H2O2，若有藍(lán)色生成且瞬間消失，確認(rèn)有Cr離子存在。步驟六鉻離子之確認(rèn)BaCrO4HClH2O2CrO5藍(lán)色迅即消失確認(rèn)Cr3+二、實(shí)驗(yàn)步驟-68.於BaCrO4的沉澱中加入10滴3M43二、實(shí)驗(yàn)步驟-710.於含Zn(NH3)42+的澄清液中，加入5滴5%TAA，水浴中加熱3分鐘，會(huì)有白色沉澱生成，再加入3MHAc使呈酸性，若白色沉澱溶解