A-level 应用科学/物质探究/定性

定性分析解决的基本问题是：样品中是否含有 X？

相反，定量分析回答的问题是：样品中含有多少 X？

在实践中，定性分析记录 X 的含量是否超过某个阈值。

定性分析的用途

试剂

效果

6M HCl

增加 [H+]

Increases [Cl-]
Decreases [OH-]
Dissolves insoluble carbonates, chromates, hydroxides, some sulfates
Destroys hydroxo and NH3 complexes
Precipitates insoluble chlorides

6M HNO3

增加 [H+]

Decreases [OH-]
Dissolves insoluble carbonates, chromates, and hydroxides
Dissolves insoluble sulfides by oxidizing sulfide ion
Destroys hydroxo and ammonia complexes
Good oxidizing agent when hot

6 M NaOH

增加 [OH-]

Decreases [H+]
Forms hydroxo complexes
Precipitates insoluble hydroxides

6M NH3

增加 [NH3]

Increases [OH-]
Decreases [H+]
Precipitates insoluble hydroxides
Forms NH3 complexes
Forms a basic buffer with NH4+

局限性

第一组：Ag+, Hg22+, Pb2+

Precipitated in 1 M HCl

第二组：Bi3+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, (Pb2+), Sb3+ 和 Sb5+, Sn2+ 和 Sn4+

Precipitated in 0.1 M H2S solution at pH 0.5

第三组：Al3+, (Cd2+), Co2+, Cr3+, Fe2+ 和 Fe3+, Mn2+, Ni2+, Zn2+

Precipitated in 0.1 M H2S solution at pH 9

第四组：Ba2+, Ca2+, K+, Mg2+, Na+, NH4+

Ba2+, Ca2+, and Mg2+ are precipitated in 0.2 M (NH4)2CO3 solution at pH 10; the other ions are soluble

定性分析中使用许多试剂，但只有少数试剂参与几乎所有组的程序。 最常用的四种试剂是 6M HCl、6M HNO3、6M NaOH、6M NH3。 了解试剂的用途有助于规划分析。

标准程序

矿井水样分析

A. 阳离子

1. 对 2 cm³ 矿井水样：逐滴加入氢氧化钠溶液，直至过量。
2. 过滤步骤 (1) 中的混合物，并逐滴向滤液中加入硫酸。
3. 向步骤 (2) 中酸化的滤液中加入氨水溶液。
4. 对 2 cm³ 矿井水样：逐滴加入氨水溶液，直至过量。
5. 过滤步骤 (4) 中的混合物，并逐滴向滤液中加入硫酸。
6. 对一滴矿井水样：加入一滴硫氰酸钾溶液。
7. 对一滴矿井水样：加入一滴六氰合铁(III)酸钾溶液。
8. 用火焰测试矿井水样。

B. 阴离子

1. 测试矿井水样的 pH 值。 哪些阴离子会在该 pH 值下反应生成气体？
2. 对一滴矿井水样：加入一滴硝酸钡溶液。
3. 对一滴矿井水样：加入一滴硝酸银溶液。
4. 对 1 cm³ 矿井水样：加入铝粉和氢氧化钠水溶液 - 如果发生反应，用湿润的红色石蕊试纸测试气体。

问题

1. 您已经确定哪些离子存在？
2. 哪些离子肯定不存在？
3. 您对哪些离子不确定？
4. 撰写一份关于此实践工作的报告。 讨论定性分析的局限性。 详细说明您所有实验和观察结果。