余玲莉
(福建省漳州第一中学)
溶液中氯离子的检验方法引起的思考
余玲莉
(福建省漳州第一中学)
利用氯离子和银离子反应可以产生白色沉淀现象,常常作为检验溶液中是否有氯离子的方法。而能和银离子产生白色难溶物的离子,除了氯离子之外,常见的还有碳酸根、氢氧根、硫酸根等。因此,在进一步确认中,需再往上述反应体系中滴加稀硝酸,如果白色沉淀不溶解,则白色沉淀为氯化银。也就是说,其他离子产生沉淀均会溶解吗?如硫酸银、亚硫酸银会不会溶解?溶解原理又是怎样?还是否有其他方法可以进行溶液中离子的检验?对此展开讨论。
氯离子;检验方法;硫酸银;亚硫酸银;硝酸
在苏教版必修一教材中,常见物质的检验一节内容中,涉及了常见离子的检验方法,其中之一是:取两支试管:分别加入2ml的氯化钾和氯化铵溶液,然后加入硝酸银和稀硝酸,观察现象。实验现象为两支溶液中都有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生,则得出白色沉淀为AgCl。从该实验中,我们得出检验溶液中是否还有氯离子的方法是:取少量原溶液于试管中,往试管中滴加硝酸银溶液,如果出现了白色沉淀,再滴加稀硝酸,白色沉淀不溶解,则说明白色固体为氯化银,原溶液有氯离子。而我们知道,银离子会和碳酸根、氢氧根、硫酸根等产生白色沉淀,那滴加硝酸后,这些离子产生的沉淀会有怎样的变化?
从已有的知识,学生完全可以想象和理解,碳酸银和氢氧化银会被硝酸溶解,利用强酸制弱酸的原理,碳酸盐会溶解在强酸中,其发生的反应为:
Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+H2O+CO2↑;氢氧化银属于碱,酸碱可以发生中和反应,反应为:AgOH+HNO3=AgNO3+H2O,通过实验得出现象也如预想一样,沉淀溶解。
而硫酸银会不会溶解成为疑问。通过实验证明,硫酸银可以被稀硝酸溶解。实验如下:取少量硫酸钾固体溶于水,然后加入足量的硝酸银,产生了白色沉淀,静置一段时间,往里面加入了1mol·L-1的稀硝酸,震荡,白色沉淀溶解,并且溶解速度也较快。硫酸银溶解于稀硝酸的原理是什么呢?从反应类型来考虑,应该是复分解反应,因为硫元素处在最高价。复分解反应发生条件是有难溶物、弱电解质、易挥发的物质生成。首先,硝酸银是可溶的,而且溶解度大,而硫酸银仅仅是微溶的;其次,硫酸酸性比硝酸强。而实验证明可以溶解,那会是什么原因?硫酸的第一步电离的确是完全的,但是第二步硫酸氢根电离不完全,硫酸氢根只是一个比较强的弱酸,酸性和磷酸差不多:HSH++S,也就是说硫酸根可以与氢离子结合,生成硫酸氢根这种弱电解质。
查表可知:
相当于上面两个反应(1)、(2)相加。解得反应(3)的相对平衡常数K3=K1×K2=0.01,因此,增大反应物中的H+有利于平衡向右移动,可促使硫酸银溶解。
除了上述氯离子检验方法之外,高中阶段还可以有什么方法进行溶液中离子的检验?从电极反应规律及离子放电顺序考虑,从前到后为S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、NO3-、S、C、F-,在水溶液中,只考虑前面四种离子放电顺序,后四种在水溶液中不放电。因此,通过惰性电极电解法,可以看出,如果阳极有黄绿色气体产生,高中阶段认为黄绿色气体为氯气,则说明产生了氯气,则认为原溶液含有氯离子,相当于也排除了其他几种离子的干扰。
[2]石宗钦.氯离子和硫酸根离子鉴别实验的改进[J].天津教育,1982(12).
●编辑 薄跃华