第 三组阳离子的分析精品参考资料.doc

第四节　第三组阳离子的分析 一、本组离子的分析特性 本组包括由7种元素形成的8种离子：Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+，称为铁组，它们的氯化物溶于水，在0.3mol·L-1HCl溶液中不形成硫化物沉淀，只能在NH3-NH4Cl(pH≈9)溶液中与(NH4)2S或硫代乙酰胺反应生成硫化物或氢氧化物沉淀，按分组顺序称为第三组，按所用试剂称为硫化铵组。 1.离子的颜色——预测某些有色离子是否存在 常见阳离子中带有颜色的，除Cu2+以外，其余都集中到本组，而本组中只有Al3+和Zn2+无色。 作用：此性质可用作未知离子的预测。 应注意的问题： （1）当含量少时，即使溶液无色，也不能排除有少量有色离子的存在。 （2）当不同的颜色发生互补现象时，溶液虽然无色也不能排除有色离子的存在。 　　　如Co2+:Ni2+=1:3 互补规律：（对角线互补为无色） 2.离子的价态 本组除Al3+与Zn2+外，都有两种以上的价态，如Fe(2,3)，Mn(2,3,4,5,6,7)，Cr(2,3,6),Co(2,3)，Ni(2,3)等。可应用于分离和鉴定反应之中。正因为这样，本组许多离子的分析反应都与其价态的变化有关，有的还有重要的分析意义。 氧化还原反应在分析中的应用 (1)分离离子：掩蔽或沉淀 以NaOH沉淀Co(OH)2时，因它的溶解度较大，且容易被过量的NaOH部分溶解为HCoO2-，所以沉淀不完全。为使沉淀完全，一般都将Co(OH)2氧化为Co(OH)3。Co(OH)2很容易被氧化，甚至放置在空气中都可逐渐转变为Co(OH)3。在实验条件下，通常是加Na2O2作为氧化剂： 2Co(OH)2+Na2O2+2H2O＝2Co(OH)3↓+2Na++2OH- (2)鉴定离子 Mn2+在稀溶液中接近无色，而MnO4-却有鲜明的紫红色。利用这一性质，可将Mn2+氧化为MnO4-而加以鉴定，灵敏度很高（m=1μg，c=16ppm）Cr3+的鉴定方法之一，是先在碱性溶液中将它氧化为黄色的CrO42-（不够灵敏、受有色离子的干扰），然后再在酸性溶液中进一步氧化为蓝色的过氧化铬CrO5。这是铬比较特效的方法。 (3)溶解难溶化合物 一般的溶解度小的硫化物或氧化物均可用氧化还原法溶解。 CoS+H2O2+2H+==Co2++S↓+2H2O MnO2+2H++H2O2==Mn2++2H2O+O2↑ MnO2+4H++4Cl-==MnCl2+2H2O+Cl2↑ (4)预处理离子 如AsⅤ到AsⅢ、SnⅡ到SnⅣ的转化 3.形成络离子的能力 本组离子形成络离子的能力较强。这一性质对本组某些离子的分离和鉴定有很大的方便。例如Zn2+、Co2+、Ni2+与NH3生成络离子的性质可用于它们与其它离子的分离；在一定条件下，Fe3+；和Co2+与NH4SCN形成有色的络合物，这一性质可用于相应离子的鉴定。 配位反应在分析中的应用 (1)鉴定离子 如Fe2+在pH=2-9下，与邻二氮菲生成深红色配位化合物 用这类反应鉴定离子，在分析检验上经常使用。阳Ⅲ组Al3+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Co2+、Ni2+均用此类鉴定反应。 (2)掩蔽离子（不分离） 如鉴定Co2+时，Co2+与NH4SCN生成蓝色络合物Co(SCN)42-，但Fe3+有干扰，此时可用NaF掩蔽Fe3+。 (3)分离 如Ag+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Cu2+与Fe3+的分离，可用过量的氨水，形成Fe(OH)3↓，其余的均形成配位化合物。 (4)溶解难溶化合物 如AgCl可用氨水溶解。 4.与(NH4)2反应 5．沉淀的性状 易形成胶体沉淀，特别是NiS。 二、组试剂与分离条件 本组组试剂为NH3－NH4Cl(pH=9)存在下的(NH4)2S或硫代乙酰胺(加热)。与组试剂作用时本组离子有的生成硫化物，有的则生成氢氧化物： Fe2++S2-＝FeS↓(黑) 2Fe3++3S2-＝Fe2S3↓(黑) Mn2++S2-＝MnS↓(肉色) Zn2++S2-＝ZnS↓(白) Co2++S2-＝CoS↓(黑) Ni2++S2-＝NiS↓(黑) 2A13++3S2-+6H2O＝2A1(OH)3↓(白)+3H2S↑ 2Cr3++3S2-+6H2O＝2Cr(OH)3↓(灰绿)+3H2S↑ 因Fe3+、Al3+与Cr3+的氢氧化物溶解度很小，当溶液一旦变成微碱性（如在氨性溶液中）时，它们首先就会以氢氧化物的形式析出，加入组试剂后，只有Fe(OH)3转化为黑色Fe2S3沉淀。 为了使本组离子沉淀完全，并与第四组离子有效分离，且所得的沉淀便于离心沉降，在进行沉淀时应注意控制酸度和防止硫化物形成胶体等问题。 1.防止(NH4)2S水解 这是为了得