硫酸根离子和氯离子检验问题的实证

点赞:18623 浏览:81958 近期更新时间:2024-01-07 作者:网友分享原创网站原创

1 问题的提出

有这样一道“经典”化学习题:有两瓶失去标签的无色液体稀硫酸和稀盐酸,鉴别它们的试剂是硝酸银溶液还是氯化钡溶液?教辅资料甚至中考题中给出的答案是氯化钡溶液.理由是硝酸银溶液遇盐酸产生白色氯化银沉淀,硝酸银溶液遇硫酸反应也生成微溶于水的硫酸银沉淀.事实果真如此吗?氯化银沉淀和硫酸银沉淀外观一样吗?如果两种沉淀外观不同,即便都产生沉淀也可区分开来.

教科书和教辅资料强调:“如果确定在原溶液中有硫酸根离子存在,就必须先用硝酸钡溶液除去硫酸根离子排除干扰,然后再用硝酸银溶液对氯离子进行检验,即硫酸根离子会干扰氯离子的检验”.是不是只要有硫酸根离子就有干扰?抑或硫酸根离子达到某一浓度才会干扰?

2.实验过程

分别在2 ml浓硫酸、1∶4的稀硫酸溶液中,各滴入5滴1 %的硝酸银溶液,两只试管中均没产生沉淀.


在2 ml饱和硫酸钠溶液中加入10 %的硝酸银溶液有大量白色沉淀(硫酸银)生成,这种白色沉淀与絮状氯化银沉淀有明显差异,加水稀释或加入几滴浓硝酸沉淀迅速溶解.在饱和的硫酸钠溶液中加入1 %的硝酸银溶液,不见有沉淀析出.

在3支试管中都注入10 ml自来水.在其中的两支试管中分别溶入0.2 g的硫酸铵和硫酸钠晶体,溶解后在3支试管中都滴入5滴1 %的硝酸银溶液,发现3支试管中溶液的浊度一样.

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3.理论分析

在1∶4的硫酸溶液中加入稀的硝酸银溶液没有沉淀,是因为硫酸银在硫酸中生成了容易溶解的硫酸氢银,且硫酸银溶解度随酸度的增大而增大.

在浓的硫酸钠溶液中加入稀的硝酸银溶液,几乎没有硫酸银沉淀析出,这是由于硫酸银的溶解度相当可观.0 ℃时为0.573 g,20 ℃时为0.796 g,40 ℃时为0.979 g,60 ℃时为1.15 g.

在自来水和混有硫酸钠的自来水中滴加1 %的硝酸银溶液,溶液的浊度几乎一样,这是由于氯化银的溶解度远远小于硫酸银的溶解度,当银离子与溶液中的氯离子和硫酸根离子混合时,总是先沉淀出溶解度小的氯化银;只有当溶液中的氯离子被沉淀完了之后,银离子才可能沉淀出硫酸根离子.

4.研究结论

实验证明,鉴别稀硫酸和盐酸的试剂既可用硝酸银溶液也可用氯化钡溶液.因为硝酸银是一种贵试剂,加之检验氯离子灵敏度极高,只用其稀溶液即可,稀硝酸银溶液遇稀硫酸不会生成沉淀,即便遇到浓度稍大的硫酸,也会生成溶解度较大的硫酸氢银,且白色硫酸银沉淀与絮状氯化银沉淀有明显差异,完全可以用硝酸银溶液鉴别稀硫酸和稀盐酸.

如果确定在原溶液中有硫酸根离子存在,不必先用硝酸钡溶液除去硫酸根离子排除干扰,可以直接用1 %甚至更稀的硝酸银溶液对氯离子进行检验.在考虑硫酸根离子是否会干扰氯离子的检验时,只要把硝酸银溶液配置成1 %或更稀的稀溶液,硫酸根离子不论多少都不会干扰氯离子检验.

“鉴别稀硫酸和稀盐酸”及“硫酸根离子干扰氯离子的检验”似乎是经典,实际是一个不被人们怀疑的盲区.这一事实给我们的启示是:化学反应及现象是复杂的,它因条件变化而变化,切不可纸上谈兵想当然.化学规律是客观的,揭示它需要实证精神和勇气,不可人云亦云.