p区元素(三):卤素与稀有气体

卤离子的检验

假设你手上有一种未知盐,想知道它藏着哪种卤离子——是氯化物、溴化物还是碘化物?经典的台面检验美在简单:先用稀硝酸把溶液酸化(破坏会干扰的离子),再加入硝酸银。每种卤离子都会沉出一种带颜色的卤化银,而这些颜色排成一道整齐的渐变,让你几乎一眼就能读出答案。

氯化银是白色,溴化银是奶白或淡黄色,碘化银是更深的黄色。要区分边界情况就加氨水:氯化银能溶于稀氨水(生成可溶的配离子 [Ag(NH3)2]+),溴化银只溶于浓氨水,碘化银即便在浓氨水里也不溶。氟是例外——氟化银可溶,所以根本不产生沉淀,再一次提醒我们氟会打破趋势。还有第二个互补的检验,利用卤离子的还原能力:把固体与浓硫酸加热,氯化物只放出呛人的 HCl,溴化物还会冒出棕色溴蒸气(卤离子把部分硫酸还原成 SO2),碘化物则放出紫色碘蒸气并带臭鸡蛋味(H2S),因为碘离子是最强的还原剂、把硫一路压到底。

这些检验是定性无机分析的常备手段,也一举展示了两条趋势:卤化银的颜色和溶解度顺着族向下、随共价成分和可极化性增大而变化;而浓硫酸的结果则顺着族向下、随较大卤离子还原能力增强而变化。一句老实话:务必先酸化,并记住氟离子对硝酸银检验是「隐形」的;浓硫酸检验属于定性且略有危险(毒气),所以它更像教学演示,而非常规分析手段。

向三份未知液中加入硝酸银:一份生成白色沉淀、溶于稀氨水(氯化物),一份生成奶白色沉淀、需浓氨水才溶(溴化物),一份生成黄色沉淀、怎么都不再溶解(碘化物)。

颜色加上对氨水的溶解度可区分 Cl-、Br-、I-;氟离子不产生沉淀。

氟离子不会生成氟化银沉淀,所以会从标准检验里溜过去——而还原能力是 I- 大于 Br- 大于 Cl-,这正是浓硫酸检验结果不同的原因。

又称
silver nitrate test for halides卤离子鉴定鹵離子鑑定