高中化學/目錄/離子檢驗

離子檢驗是研究物質組成的一種重要方式，通過特定的反應，我們可以知道物質中含有的離子以及成分，本文列舉了中學階段常用的離子檢驗方法。為了全文的簡潔明了，我們在這裏以離子方程式來表示反應。

常見的離子檢驗

銨根離子（${\ce {NH4+}}$）

將銨鹽與鹼的混合溶液共熱，有氨氣放出，這種氣體可以使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，或者使濕潤的酚酞試紙變紅。

${\ce {NH4+{+}OH^{-}->[\vartriangle ]NH3\uparrow {+}H2O}}$

氯離子（${\ce {Cl^-}}$）

在溶液中加入稀硝酸酸化，再加入${\ce {AgNO3}}$溶液，產生白色沉澱，再加入稀硝酸，沉澱不溶解。

${\ce {Ag+{+}Cl^- ->AgCl v}}$

溴離子（${\ce {Br-}}$）

在溶液中加入加入稀硝酸酸化，再加入${\ce {AgNO3}}$溶液，產生淡黃色沉澱，再加入稀硝酸，沉澱不溶解。

${\ce {Ag+{+}Br- ->AgBr v}}$

碘離子（${\ce {I-}}$）

銀離子檢驗法

在溶液中加入加入稀硝酸酸化，再加入${\ce {AgNO3}}$溶液，產生黃色沉澱，再加入稀硝酸，沉澱不溶解。

${\ce {Ag+{+}I- ->AgI v}}$

鉛離子檢驗法

此檢驗方法不在高考考綱內。

在溶液中加入${\ce {Pb(NO3)2}}$溶液，產生金色沉澱，再加入稀硝酸，沉澱不溶解。

${\ce {Pb^2+{+}2I- ->PbI2 v}}$

碳酸根（${\ce {CO3^2-}}$）和碳酸氫根（${\ce {HCO3^-}}$）

在溶液中加入任意一種酸，產生大量氣泡，產生的氣體可使燃燒的木條熄滅。

${\ce {CO3^{2-}{+}2H+->CO2\uparrow {+}H2O}}$

${\ce {HCO3^{-}{+}H+->CO2\uparrow {+}H2O}}$

亞硫酸根（${\ce {SO3^2-}}$）和亞硫酸氫根（${\ce {HSO3^-}}$）

在溶液中加入任意一種酸，產生大量氣泡，產生的氣體有刺激性氣味。將氣體通入品紅溶液，溶液褪色。

${\ce {SO3^{2-}{+}2H+->SO2\uparrow {+}H2O}}$

${\ce {HSO3^{-}{+}H+->SO2\uparrow {+}H2O}}$

硫酸根（${\ce {SO4^2-}}$）

在溶液中加入稀鹽酸酸化，再加入${\ce {BaCl2}}$溶液，產生白色沉澱。

${\ce {Ba^2+{+}SO4^2- ->BaSO4v}}$

硝酸根（${\ce {NO3-}}$）

先在溶液中加入銅粉，無現象，再加入${\ce {HCl}}$，溶液開始逐漸變為藍色，並且有紅棕色氣體放出。

${\ce {3Cu{+}8H+{+}2NO3^{-}->3Cu^{2}+{+}2NO\uparrow {+}4H2O}}$

鈉離子（${\ce {Na+}}$）和鉀離子（${\ce {K+}}$）

參見§2.1.15 焰色反應。

亞鐵離子（${\ce {Fe^2+}}$）（絡合物法檢驗）

（註：以下兩種離子的絡合物檢驗法存在爭議，本文僅闡述主流觀點。）

將溶液中加入鐵氰化鉀{${\ce {K3[Fe(CN)6]}}$}溶液，觀察到溶液變藍（產生特徵藍色沉澱）。

${\ce {Fe^2+{+}[Fe(CN)6]^3- -> Fe4[Fe(CN)6]3}}$

亦可在排除其它離子干擾的情況下滴入酸性高錳酸鉀溶液，觀察褪色現象。

鐵離子（${\ce {Fe^3+}}$）（絡合物法檢驗）

硫氰化鉀「鐵血」檢驗法

將溶液中加入硫氰化鉀（${\ce {KSCN}}$）溶液，觀察到溶液變為血紅色。

${\ce {Fe^3+{+}3SCN^- -> Fe(SCN)3}}$

普魯士藍檢驗法

將溶液中加入亞鐵氰化鉀{${\ce {K4[Fe(CN)6]}}$}溶液，觀察到溶液變藍（產生特徵藍色沉澱）。

${\ce {4Fe^3+{+}3[Fe(CN)6]^4- -> Fe4[Fe(CN)6]3}}$

酚檢驗法

向溶液中加入苯酚，溶液出現特徵紫色。此反應亦可用於檢驗酚。

鉻酸根（${\ce {CrO4^2-}}$）

此離子的檢驗不在高考考綱內。

在溶液中加入${\ce {AgNO3}}$溶液，產生紅色沉澱，再加入稀硝酸，沉澱不溶解。

${\ce {2Ag+{+}CrO4^2- ->Ag2CrO4 v}}$

重鉻酸根（${\ce {Cr2O7^2-}}$）

此離子的檢驗不在高考考綱內。

在硫酸酸化的${\ce {K2Cr2O7}}$溶液（又稱鉻酸洗液）中加入乙醇，溶液由橙色變為灰綠色。在這個反應中，乙醇直接被氧化為乙醛（${\ce {CH3CHO}}$），重鉻酸根（${\ce {Cr2O7^2-}}$）中+6價的鉻元素被還原到+3價，由於鉻離子（${\ce {Cr^3+}}$）的存在而使溶液變為灰綠色。

${\ce {Cr2O7^2- {+}8H+ {+}3C2H5OH ->3CH3CHO{+}2Cr^3+ {+}7H2O}}$

12種氫氧化物沉澱

另一種檢驗離子常見的方法是使用氫氧化物沉澱法來進行檢驗，進行此類檢驗的操作方法均為將待測溶液滴入${\ce {NaOH}}$溶液中，通過實驗現象來進行離子的檢驗。若有特殊現象，我們會對實驗現象進行描述。

氫氧化亞鐵——亞鐵離子（${\ce {Fe^2+}}$）沉澱法檢驗

將含有${\ce {Fe^2+}}$的待測溶液滴入${\ce {NaOH}}$溶液中，產生氫氧化亞鐵[${\ce {Fe(OH)2}}$]沉澱。這種物質在空氣中不穩定，生成時為白色，然後迅速變成灰綠色，最後變成紅棕色的氫氧化鐵[${\ce {Fe(OH)3}}$]沉澱。

${\ce {Fe^2+{+}2OH^- ->Fe(OH)2v}}$

${\ce {4Fe(OH)2{+}2H2O{+}O2 ->4Fe(OH)3}}$

氫氧化鐵——鐵離子（${\ce {Fe^3+}}$）沉澱法檢驗

${\ce {Fe^3+{+}3OH^- ->Fe(OH)3v}}$

氫氧化鋁/偏鋁酸鈉

將含有${\ce {Al^3+}}$的待測溶液滴入${\ce {NaOH}}$溶液中，產生白色的氫氧化鋁[${\ce {Al(OH)3}}$]沉澱。這種物質是一種兩性氫氧化物，稍等片刻後沉澱溶解，生成了可溶的偏鋁酸鈉（${\ce {NaAlO2}}$）。

${\ce {Al^3+{+}3OH^- ->Al(OH)3v}}$

${\ce {Al(OH)3{+}OH^- ->AlO2^- {+}2H2O}}$

若過量${\ce {Al^3+}}$加入至${\ce {NaOH}}$溶液中，則總反應方程式為：

${\ce {Al^3+{+}4OH^- ->AlO2^- {+}2H2O}}$

氫氧化鉻/偏鉻酸鈉

此離子的檢驗不在高考考綱內。

將含有${\ce {Cr^3+}}$的待測溶液滴入${\ce {NaOH}}$溶液中，產生綠色的氫氧化鉻[${\ce {Cr(OH)3}}$]沉澱。這種物質是一種兩性氫氧化物，稍等片刻後沉澱溶解，生成了可溶的偏鉻酸鈉（${\ce {NaCrO2}}$）。

${\ce {Cr^3+{+}3OH^- ->Cr(OH)3v}}$

${\ce {Cr(OH)3{+}OH^- ->CrO2^- {+}2H2O}}$

若過量${\ce {Cr^3+}}$加入至${\ce {NaOH}}$溶液中，則總反應方程式為：

${\ce {Cr^3+{+}4OH^- ->CrO2^- {+}2H2O}}$

氫氧化鉛

此離子的檢驗不在高考考綱內。

${\ce {Pb^2+{+}2OH^- ->Pb(OH)2v}}$

氫氧化鈣

註：氫氧化鈣在常溫下微溶於水，若產生大量氫氧化鈣則以沉澱形式存在。

${\ce {Ca^2+{+}2OH^- ->Ca(OH)2v}}$

氫氧化銅

${\ce {Cu^2+{+}2OH^- ->Cu(OH)2v}}$

氫氧化鎳

此離子的檢驗不在高考考綱內。

${\ce {Ni^2+{+}2OH^- ->Ni(OH)2v}}$

氫氧化鎂

${\ce {Mg^2+{+}2OH^- ->Mg(OH)2v}}$

氫氧化鋅

${\ce {Zn^2+{+}2OH^- ->Zn(OH)2v}}$

氫氧化銀/氧化銀

將${\ce {AgNO3}}$溶液滴入${\ce {NaOH}}$溶液中，理論上應該產生${\ce {AgOH}}$沉澱，實際生成的是氧化銀沉澱。常溫下${\ce {AgOH}}$極不穩定，易分解為棕褐色難溶於水的氧化銀（${\ce {Ag2O}}$）固體。低溫下可製得氫氧化銀在水中的白色沉澱。

${\ce {2Ag^+{+}2OH- ->Ag2O v {+}H2O}}$

鹼式氯化鈷/氫氧化鈷

此離子的檢驗不在高考考綱內。

將${\ce {CoCl2}}$溶液滴入${\ce {NaOH}}$溶液中，產生深藍色的鹼式氯化鈷[${\ce {Co(OH)Cl}}$]沉澱。這種物質在鹼性條件下不穩定，最後變成褐色的氫氧化鈷[${\ce {Co(OH)2}}$]沉澱。

${\ce {Co^2+{+}Cl^- {+}OH^- ->Co(OH)Cl v}}$

${\ce {Co(OH)Cl{+}OH^- ->Co(OH)2{+}Cl^-}}$

視頻連結

我們在這裏提供一些視頻連結，以便讀者能夠更加直觀地理解上文的內容。

1. 重現化學 | 沉澱2：你眼中是澄清變渾濁，我眼中是詩 [1]
2. 重現化學 | 沉澱3：沉靜心靈，感受極致之美 [2]
3. 【美麗的沉澱反應系列——高中化學·12大氫氧化物沉澱】報告老師！你可能給我們做了假實驗 [3]
4. （拓展視頻）【DEC】S10E2 普魯士藍Vs滕氏藍 [4]