大学化学实验的问题，有fe3+，co2+，cu2+，mn2+，请问如何分离鉴定，虽然我挂了，但是我想知道答案？
至于试剂的问题，你们先写出你们觉得可以的试剂，说明理由哦。恩，意思是离子都在一溶液里，帮下我吧。...
至于试剂的问题，你们先写出你们觉得可以的试剂，说明理由哦。
恩，意思是离子都在一溶液里，帮下我吧。 展开
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Al3+、Cr3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、Co2+、Zn2+离子混合液的分离和鉴定2009-06-16 20:38 方法概述
这8种离子的氯化物都溶于水，在0.3mol/L盐酸溶液中不被硫化氢沉淀，但在 NH3 -NH4缓冲溶液中与硫化氢作用，Al3+和Cr3+生成 Al(OH)3和Cr(OH)3沉淀，其它的离子都生成相应的硫化物沉淀。这8 种阳离子组成硫化氢系统分析中的碱性硫化氢组或被称为铁铝组，在硫化氢系统分析程序上 又称为第三组
这些阳离子绝大多数是d区金属元素阳离子，未成对电子的存在使得它们的阳离子在水溶液中 呈现一定的颜色，同时又使它们具有强烈的形成配离子的倾向。下表是这些阳离子以及某些 配离子的颜色，但如果试液无色，也不能排除有色离子的存在，因为当某些离子含量很小或不 同颜色发生互补现象时，溶液几乎无色。
离子 颜色 离子 颜色
[Cr(H2O)6]3+ 蓝紫色 [Fe(H2O)6]2+ 淡绿色
[CrCl(H2O)5]2+ 绿色 [Fe(H2O)6]3+ 淡紫色
[Co(H2O)6]2+ 玫瑰红 [Fe(OH)(H2O)5]2+ 琥珀色
[Co(NH4)6]2+ 褐色 [FeCl(H2O)5]2+ 黄色
[Co(NCS)4]2+ 蓝绿色 [FeSCN]2+ 血红色
[Co(NH3)5(H2O)]3+ 红色 [Mn(H2O)6]2+ 粉红色
[Ni(H2O)6]2+ 淡绿色 [Ni(NH4)6]2+ 蓝紫色
在上述8种离子中，除Al3+和Zn2+以外，其它离子属不饱和电子构型， 由于次外层的d轨道电子可以全部或部分参与成键，因而常表现出可变价态，具有氧化还原性质。 这些性质在离子的分离和鉴定中显得十分重要。如利用Mn2+和Cr3+的还 原性，在碱性条件下可将它们氧化为MnO2和CrO42-。在酸 性条件下，NaBiO3氧化Mn2+为MnO4-的反应，被 用来鉴定Mn2+。
分析说明
在氢氧化钠作用下，两性元素铝，铬，锌的氢氧化物溶解在过量碱中，而与非两性元素分离。 同时锰和铬又被过氧化氢氧化成四价锰和六价铬。
Mn(OH)2 + H2O2 → MnO2 + 2H2OMnO2和Co(OH)3在HNO3中溶解不显著，在酸性溶液中用 H2O2还原可提高溶解性，反应如下： MnO2 + H2O2 + 2H+ → Mn2+ + 2H2O + O22Co(OH)3 + H2O2 +4H+ → 2Co2+ + 6H2O + O2在酸性溶液中ClO3-将Mn2+氧化为MnO2而与 铁、钴、镍分离。 3Mn2+ + ClO3- + 3H2O → 3MnO2 + 6H+ + Cl-用HNO2作还原剂将MnO2再还原为Mn2+，用铋酸钠氧化为 紫色的MnO4-，这是鉴定二价锰离子的特征反应： 2Mn2+ + 14H+ + 5NaBiO3 → 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O + 5Na+利用铁、钴、镍离子与氨水不同作用，将其分离。三价铁离子与过量氨水作用只生成氢氧化 铁沉淀，而钴与镍都生成相应的氨配合离子而溶解。
实验中用两个反应证实铁离子的存在。在酸性溶液中，二价铁离子与铁氰化钾反应生成普鲁 士蓝沉淀，可证实二阶铁的存在。三价铁可与硫氰根离子作用显血红色。 Fe3+ + SCN- → [Fe(SCN)]2+Co2+与SCN-反应生成蓝绿色的[Co(SCN)4]2-配离子， 可证实 Co2+存在。此配离子可被戊醇煤炭萃取。
为了防止铁离子的干扰，加入 NaF 使铁离子形成 [FeF6]3-，而将 铁离子掩蔽起来。
镍离子与丁二酮肟（HDMG）作用，生成红色的沉淀来鉴定镍的存在。
Cr2O72-与过氧化氢作用生成蓝色过氧化铬 CrO5，在 乙醚中显蓝色，可证实是铬的存在。 Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ → 2CrO5 + 5H2O铝离子的证实中，在 HAc—NaAc缓冲溶液中，Al3+与铝试剂作用，生成红色沉淀。
锌离子用硫代乙酰胺（TAA）证实，TAA水解产生硫离子，而硫化锌是唯一的白色硫化物沉淀， 且溶于稀盐酸。
设计分离Ag+，Pb2+,Fe2+以及Al3+,Zn2+,Fe3+,Cu2+
第一个，利用硫化物溶解性差异，PbS溶于热的饱和醋酸铵溶液，FeS易溶于稀酸，余下的就是AgS
第二个，适当升高pH，Fe3+即以Fe(OH)3形式沉淀，过滤，滤液加入过量氨水，生成Al(OH)3沉淀，过滤，滤液中和，加入适量硫化钠，之后酸化，硫化锌溶于稀酸，但是硫化铜不溶
硫化锌
（zinc sulfide ）化学式 ZnS 。自然界存在的闪锌矿是硫化锌矿。硫化
锌为仅有的普通白色金属硫化物；熔点 1700 ±20 ℃，密度 4.102 克/ 厘米 3
（25 ℃）；在水中溶解度很小，溶于盐酸，不溶于乙酸。硫化锌在硫化氢气
流中灼烧后转化为晶体，其结构单元中，硫居于锌原子构成的四面体中，锌
也在硫的四面体中，配位数都为4 。在锌盐溶液中加入硫化铵（NH 4 ）2 S ，可
得白色硫化锌沉淀：
Zn 2+ +(NH 4 ) 2 S →ZnS+2NH + 4
含有微量铜或银化合物的硫化锌晶体，能发射出不同的荧光颜色，可用
于电视机、示波器和X 射线器件。
硫化铜
（copper sulfide ）化学式CuS 。黑色粉末或团块；密度4.6 克/ 厘米3 ；
不溶于水和稀酸，能溶于热的稀硝酸或浓的氰化钠溶液：3CuS+2NH -
3 +8H + 3Cu 2+ +2NO+3S+4H 2 O
2CuS+6CN - →2Cu(CN) - 2 +2S 2- +(CN) 2
加热会转变成硫化亚铜 Cu 2 S 。将硫化氢气体通入 Cu 2+ 离子的酸性溶液，
可得黑色硫化铜沉淀。它可用作船底的涂料。
硫化铁
（iron sulfides ） 铁和硫的化合物的通称，主要有二硫化铁、硫化
亚铁和三硫化二铁。
二硫化铁 FeS 2为黄色晶体，是黄铁矿的主要成分，有反磁性。黄铁矿的
熔点为1171 ℃，密度 5.0 克/ 厘米 3 ，具有立方晶格；室温时为非活性物质，
温度升高后变活泼，在空气中加热，氧化成三氧化二铁（见氧化铁）和二氧
化硫；在真空中加热到600 ℃以上得到硫。二硫化铁可用于硫酸工业。
硫化亚铁 FeS 为棕黑色块状物；熔点1193 ～1199 ℃，密度4.74 克/ 厘米 3 ；不溶于水，溶于酸的水溶液，同时产生硫化氢；在空气中加热容易氧化，
在真空中加热到 1100 ℃以上得到硫。硫化亚铁可由两个元素直接反应制得，
也可由亚铁盐水溶液与碱金属硫化物作用而得。在实验室中它可用来发生硫
化氢气体；还可用于陶瓷和油漆颜料工业。
三硫化二铁 Fe 2 S 3为黄绿色固体；相对密度 4.3 ；强热则分解；不溶于
水，在热水中分解成硫化亚铁和硫；遇酸分解，放出硫化氢气体。
硫化铅
（leadsulfide ）化学式PbS 。为方铅矿的主要成分。硫化铅为黑色立方
晶体；熔点1114 ℃，密度7.5 克/ 厘米3 ；难溶于水和稀酸，溶于浓硝酸。与
碱和硫化钠（或硫化铵）都不起作用；在空气中煅烧可转化成一氧化铅；在
过氧化氢作用下会变成硫酸铅。
将金属铅与单质硫在加热下作用，或者用硫化氢或硫化钠（或硫化铵）
与含Pb 2+ 的溶液作用，都可得硫化铅。方铅矿是工业上最重要的铅矿，是制
铅的原料。高纯度的硫化铅可用作半导体。
硫化汞
（mercuricsulfide ）化学式HgS 。有黑色和红色两种晶体。自然界存在
的辰砂是红色硫化汞，又称朱砂或丹砂；密度8.10 克/ 厘米3 ， 583.5 ℃升华。
黑色硫化汞的密度7.73 克/ 厘米3 ，受热至386 ℃即转变为红色氧化汞。硫化
汞不溶于盐酸或硝酸，但溶于王水：
3HgS+12HCl+2HNO 3 →3[HgCl 4 ] 2- +6H + +3S+2NO+4H 2 O
硫化汞在空气中灼烧时分解为汞和硫，硫再燃烧成二氧化硫。硫化氢通
入酸性汞（Ⅱ）盐溶液中，可生成黑色硫化汞，它是金属硫化物中溶解度最
小的。硫化汞可用于塑料、火漆的着色，也可做颜料。辰砂可配制印泥。
②硫化物
绝大多数金属硫化物难溶于水，有些还难溶于酸。金属硫化物依水中溶解度分为三类。
溶于水的硫化物：碱金属和碱土金属硫化物（K2S、Na2S、MgS、CaS、SrS、BaS）、(NH4)2S
不溶于水而溶于稀酸的硫化物：MnS、FeS、Fe2S3、CoS、NiS、ZnS（溶度积介于10-15～10-25之间）。
不溶于水也不溶于稀酸的硫化物：CuS、Cu2S、AgS、CdS、HgS、Hg2S、SnS、SnS2、PbS……
其中Al2S3和Cr2S3在水中发生完全水解，析出Al（OH）3和Cr（OH）3沉淀，并放出H2S气体，所以在水溶液中实际得到的是它们的氢氧化物而不是硫化物。
Al2S3+ 6H2O ＝ 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Cr2S3+ 6H2O ＝ 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
因此，Al2S3、Cr2S3只能用干法制备。
硫化物的一些化学反应：
Na2S + H2O ＝ NaHS + NaOH
FeCl2 + (NH4)2S ＝ FeS↓ + 2NH4Cl
FeCl2 + H2S ＝ FeS↓ + 2HCl
CuCl2 + H2S ＝ CuS↓ + 2HCl
3CuS + 8HNO3(浓) ＝ 3Cu(NO3)3 + 2NO↑+ 3S↓+ 4H2O
3HgS + 2HNO3+ 12HCl ＝ 3H2[HgCl4] + 2NO↑+ 3S↓+ 4H2O
这8种离子的氯化物都溶于水，在0.3mol/L盐酸溶液中不被硫化氢沉淀，但在 NH3 -NH4缓冲溶液中与硫化氢作用，Al3+和Cr3+生成 Al(OH)3和Cr(OH)3沉淀，其它的离子都生成相应的硫化物沉淀。这8 种阳离子组成硫化氢系统分析中的碱性硫化氢组或被称为铁铝组，在硫化氢系统分析程序上 又称为第三组
这些阳离子绝大多数是d区金属元素阳离子，未成对电子的存在使得它们的阳离子在水溶液中 呈现一定的颜色，同时又使它们具有强烈的形成配离子的倾向。下表是这些阳离子以及某些 配离子的颜色，但如果试液无色，也不能排除有色离子的存在，因为当某些离子含量很小或不 同颜色发生互补现象时，溶液几乎无色。
离子 颜色 离子 颜色
[Cr(H2O)6]3+ 蓝紫色 [Fe(H2O)6]2+ 淡绿色
[CrCl(H2O)5]2+ 绿色 [Fe(H2O)6]3+ 淡紫色
[Co(H2O)6]2+ 玫瑰红 [Fe(OH)(H2O)5]2+ 琥珀色
[Co(NH4)6]2+ 褐色 [FeCl(H2O)5]2+ 黄色
[Co(NCS)4]2+ 蓝绿色 [FeSCN]2+ 血红色
[Co(NH3)5(H2O)]3+ 红色 [Mn(H2O)6]2+ 粉红色
[Ni(H2O)6]2+ 淡绿色 [Ni(NH4)6]2+ 蓝紫色
在上述8种离子中，除Al3+和Zn2+以外，其它离子属不饱和电子构型， 由于次外层的d轨道电子可以全部或部分参与成键，因而常表现出可变价态，具有氧化还原性质。 这些性质在离子的分离和鉴定中显得十分重要。如利用Mn2+和Cr3+的还 原性，在碱性条件下可将它们氧化为MnO2和CrO42-。在酸 性条件下，NaBiO3氧化Mn2+为MnO4-的反应，被 用来鉴定Mn2+。
分析说明
在氢氧化钠作用下，两性元素铝，铬，锌的氢氧化物溶解在过量碱中，而与非两性元素分离。 同时锰和铬又被过氧化氢氧化成四价锰和六价铬。
Mn(OH)2 + H2O2 → MnO2 + 2H2OMnO2和Co(OH)3在HNO3中溶解不显著，在酸性溶液中用 H2O2还原可提高溶解性，反应如下： MnO2 + H2O2 + 2H+ → Mn2+ + 2H2O + O22Co(OH)3 + H2O2 +4H+ → 2Co2+ + 6H2O + O2在酸性溶液中ClO3-将Mn2+氧化为MnO2而与 铁、钴、镍分离。 3Mn2+ + ClO3- + 3H2O → 3MnO2 + 6H+ + Cl-用HNO2作还原剂将MnO2再还原为Mn2+，用铋酸钠氧化为 紫色的MnO4-，这是鉴定二价锰离子的特征反应： 2Mn2+ + 14H+ + 5NaBiO3 → 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O + 5Na+利用铁、钴、镍离子与氨水不同作用，将其分离。三价铁离子与过量氨水作用只生成氢氧化 铁沉淀，而钴与镍都生成相应的氨配合离子而溶解。
实验中用两个反应证实铁离子的存在。在酸性溶液中，二价铁离子与铁氰化钾反应生成普鲁 士蓝沉淀，可证实二阶铁的存在。三价铁可与硫氰根离子作用显血红色。 Fe3+ + SCN- → [Fe(SCN)]2+Co2+与SCN-反应生成蓝绿色的[Co(SCN)4]2-配离子， 可证实 Co2+存在。此配离子可被戊醇煤炭萃取。
为了防止铁离子的干扰，加入 NaF 使铁离子形成 [FeF6]3-，而将 铁离子掩蔽起来。
镍离子与丁二酮肟（HDMG）作用，生成红色的沉淀来鉴定镍的存在。
Cr2O72-与过氧化氢作用生成蓝色过氧化铬 CrO5，在 乙醚中显蓝色，可证实是铬的存在。 Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ → 2CrO5 + 5H2O铝离子的证实中，在 HAc—NaAc缓冲溶液中，Al3+与铝试剂作用，生成红色沉淀。
锌离子用硫代乙酰胺（TAA）证实，TAA水解产生硫离子，而硫化锌是唯一的白色硫化物沉淀， 且溶于稀盐酸。
设计分离Ag+，Pb2+,Fe2+以及Al3+,Zn2+,Fe3+,Cu2+
第一个，利用硫化物溶解性差异，PbS溶于热的饱和醋酸铵溶液，FeS易溶于稀酸，余下的就是AgS
第二个，适当升高pH，Fe3+即以Fe(OH)3形式沉淀，过滤，滤液加入过量氨水，生成Al(OH)3沉淀，过滤，滤液中和，加入适量硫化钠，之后酸化，硫化锌溶于稀酸，但是硫化铜不溶
硫化锌
（zinc sulfide ）化学式 ZnS 。自然界存在的闪锌矿是硫化锌矿。硫化
锌为仅有的普通白色金属硫化物；熔点 1700 ±20 ℃，密度 4.102 克/ 厘米 3
（25 ℃）；在水中溶解度很小，溶于盐酸，不溶于乙酸。硫化锌在硫化氢气
流中灼烧后转化为晶体，其结构单元中，硫居于锌原子构成的四面体中，锌
也在硫的四面体中，配位数都为4 。在锌盐溶液中加入硫化铵（NH 4 ）2 S ，可
得白色硫化锌沉淀：
Zn 2+ +(NH 4 ) 2 S →ZnS+2NH + 4
含有微量铜或银化合物的硫化锌晶体，能发射出不同的荧光颜色，可用
于电视机、示波器和X 射线器件。
硫化铜
（copper sulfide ）化学式CuS 。黑色粉末或团块；密度4.6 克/ 厘米3 ；
不溶于水和稀酸，能溶于热的稀硝酸或浓的氰化钠溶液：3CuS+2NH -
3 +8H + 3Cu 2+ +2NO+3S+4H 2 O
2CuS+6CN - →2Cu(CN) - 2 +2S 2- +(CN) 2
加热会转变成硫化亚铜 Cu 2 S 。将硫化氢气体通入 Cu 2+ 离子的酸性溶液，
可得黑色硫化铜沉淀。它可用作船底的涂料。
硫化铁
（iron sulfides ） 铁和硫的化合物的通称，主要有二硫化铁、硫化
亚铁和三硫化二铁。
二硫化铁 FeS 2为黄色晶体，是黄铁矿的主要成分，有反磁性。黄铁矿的
熔点为1171 ℃，密度 5.0 克/ 厘米 3 ，具有立方晶格；室温时为非活性物质，
温度升高后变活泼，在空气中加热，氧化成三氧化二铁（见氧化铁）和二氧
化硫；在真空中加热到600 ℃以上得到硫。二硫化铁可用于硫酸工业。
硫化亚铁 FeS 为棕黑色块状物；熔点1193 ～1199 ℃，密度4.74 克/ 厘米 3 ；不溶于水，溶于酸的水溶液，同时产生硫化氢；在空气中加热容易氧化，
在真空中加热到 1100 ℃以上得到硫。硫化亚铁可由两个元素直接反应制得，
也可由亚铁盐水溶液与碱金属硫化物作用而得。在实验室中它可用来发生硫
化氢气体；还可用于陶瓷和油漆颜料工业。
三硫化二铁 Fe 2 S 3为黄绿色固体；相对密度 4.3 ；强热则分解；不溶于
水，在热水中分解成硫化亚铁和硫；遇酸分解，放出硫化氢气体。
硫化铅
（leadsulfide ）化学式PbS 。为方铅矿的主要成分。硫化铅为黑色立方
晶体；熔点1114 ℃，密度7.5 克/ 厘米3 ；难溶于水和稀酸，溶于浓硝酸。与
碱和硫化钠（或硫化铵）都不起作用；在空气中煅烧可转化成一氧化铅；在
过氧化氢作用下会变成硫酸铅。
将金属铅与单质硫在加热下作用，或者用硫化氢或硫化钠（或硫化铵）
与含Pb 2+ 的溶液作用，都可得硫化铅。方铅矿是工业上最重要的铅矿，是制
铅的原料。高纯度的硫化铅可用作半导体。
硫化汞
（mercuricsulfide ）化学式HgS 。有黑色和红色两种晶体。自然界存在
的辰砂是红色硫化汞，又称朱砂或丹砂；密度8.10 克/ 厘米3 ， 583.5 ℃升华。
黑色硫化汞的密度7.73 克/ 厘米3 ，受热至386 ℃即转变为红色氧化汞。硫化
汞不溶于盐酸或硝酸，但溶于王水：
3HgS+12HCl+2HNO 3 →3[HgCl 4 ] 2- +6H + +3S+2NO+4H 2 O
硫化汞在空气中灼烧时分解为汞和硫，硫再燃烧成二氧化硫。硫化氢通
入酸性汞（Ⅱ）盐溶液中，可生成黑色硫化汞，它是金属硫化物中溶解度最
小的。硫化汞可用于塑料、火漆的着色，也可做颜料。辰砂可配制印泥。
②硫化物
绝大多数金属硫化物难溶于水，有些还难溶于酸。金属硫化物依水中溶解度分为三类。
溶于水的硫化物：碱金属和碱土金属硫化物（K2S、Na2S、MgS、CaS、SrS、BaS）、(NH4)2S
不溶于水而溶于稀酸的硫化物：MnS、FeS、Fe2S3、CoS、NiS、ZnS（溶度积介于10-15～10-25之间）。
不溶于水也不溶于稀酸的硫化物：CuS、Cu2S、AgS、CdS、HgS、Hg2S、SnS、SnS2、PbS……
其中Al2S3和Cr2S3在水中发生完全水解，析出Al（OH）3和Cr（OH）3沉淀，并放出H2S气体，所以在水溶液中实际得到的是它们的氢氧化物而不是硫化物。
Al2S3+ 6H2O ＝ 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Cr2S3+ 6H2O ＝ 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
因此，Al2S3、Cr2S3只能用干法制备。
硫化物的一些化学反应：
Na2S + H2O ＝ NaHS + NaOH
FeCl2 + (NH4)2S ＝ FeS↓ + 2NH4Cl
FeCl2 + H2S ＝ FeS↓ + 2HCl
CuCl2 + H2S ＝ CuS↓ + 2HCl
3CuS + 8HNO3(浓) ＝ 3Cu(NO3)3 + 2NO↑+ 3S↓+ 4H2O
3HgS + 2HNO3+ 12HCl ＝ 3H2[HgCl4] + 2NO↑+ 3S↓+ 4H2O
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你的意思是这些离子在一起？
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