Cation Group 2

The Acid Hydrogen Sulfide GroupHg2+、 Bi3+、 Cu2+、 As3+、 Sb3+、 Pb2+、 Cd2+、 Sn4+

原理 第二族陽離子 Hg2+ 、 Pb2+ 、 Bi3+ 、 Cu2+ 、 Cd2+ 、 As3+ 、 Sb3+ 、 Sn4+ 的硫化物都不溶 於稀 HCl 。

HgS ， CuS ， Bi2S3 ， SnS2 ， CdS ， PbS ， As2S3

， Sb2S3 的形成是由陽離子與硫離子結合。硫離子藉由弱酸 H2S 的解離製得。

PPT 2-1

HgS、 PbS、 Bi2S3、 CuS、 CdS、 As2S3、

Sb2S3、 SnS2、 S0

Hg2+、 Bi3+、 Cu2+、 As3+、 Sb3+、 Pb2+、 Cd2+、 S

n4+

1. 2 d TA ， warm 5 min 1 ，離心

( 若有更多沉澱，再加 TA ， warm & 離心 )

2. 1d 6M NH4Cl 2 + 20d Hot water 3 洗 PPT ( × 2 )

Hg2+ + S2- → HgSPb2+ + S2- → PbS2Bi3+ + 3S2- → Bi2S3

Cu2+ + S2- →CuS2As3- + 3S2- →As2S3

2Sb3+ + 3S2- →Sb2S3

Sn4+ + 2S2- →SnS2

Thioacetamide (TA) ：

溶於水中水解出 H2S ，反應式如下：

CH3CSNH2 + 2 H2O CH3COOH + NH3 +H2S

1. 讓 TA 有足夠時間水解。加熱有助於硫 化物凝固。

3. 清洗移除過多的 H2S ，因 H2S 會使 HgS 在 KOH(aq) 中溶解度上升。

2. NH4Cl 防止膠化。

Outline 3 Cu 族分析 1 Outline 4 As 族分析

PPT 2-2

HgS、 PbS、 Bi2S3、 CuS、 CdS、 S0

1. 以含有 1d 0.2 M NH4NO3 熱水清洗，離心並

移除溶液

Soln. 2-2

AsS33-、 AsO3

3-、 SbS33-、 SbO3

3-、 SnS32-、

SnS2OH-、 (HgS22-)、 KOH

1. 離心去除微量 PPT 2-2 2 ，得黃色澄清溶液

PPT 2-1

HgS、 PbS、 Bi2S3、 CuS、 CdS、 As2S3、

Sb2S3、 SnS2、 S0

1. 加 10d 0.5 M KOH ， warm ，離心 ( × 2 )

2. 結合二次之 溶液

1. 先分析 Cu 族，若無法立刻進行，用水和 1d TA 掩 蓋硫化物，塞子塞住，分離 PPT 3-1 和 Soln. 3-1 。

2. 若有黑褐色的膠狀物殘留，加入少量的 NH4NO3 或 1d 0.2 M NH4NO3 加熱凝固。

PPT 3-1 HgS ( 黑 ) 、 S0 或 2HgS∙Hg(NO3)2

( 白 )

1. 加 1~2d 王水， warm

2. 移至坩鍋 ，蒸發至小體積 ( 不可乾掉 ) 2

3. 加 1 mL H2O 稀釋 3 ，離心移除殘渣

4. 加 SnCl2 溶液

白色沉澱 Hg2Cl2 變灰色 Hg+Hg2Cl2

→ Hg(II) 存在

PPT 2-2

HgS、 PbS、 Bi2S3、 CuS、 CdS、 S0

1.加 5d H2O 及同體積之 6 M HNO3

2. Warm ，直至反應發生 1

3.離心，以水清洗 PPT ，結合溶液

1. 冒泡，氣泡把硫和 硫化物帶至表面。

2. HgCl2 易揮發，不可過度加熱。

3. 破壞硝酸鹽及去除過量 HCl 。

HCl 濃度過高，會使 HgCl2 和 Sn2+ 的

反 應較緩慢。

Soln. 3-1 Bi3+ 、 Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 H+ 、 NO3-

Outline 3： Cu group

Soln. 3-1 Bi3+ 、 Cu2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ 、 H+ 、 NO3-

1. 移至坩鍋，加 2d 18M H2SO4 ，蒸發直至白色 SO3

(g) 出現 1

2. 冷卻後，加 5d H2O 並刮內壁

3. 移至離心管，並以小量水清洗坩鍋 ( × 2 ) ，離心

PPT 3-2 PbSO4 、 (BiO)2SO4 2

1. 加 1~2d 醋酸銨溶液， warm

( PbSO4(s) + 4C2H3O2-(aq) Pb(C2H3O2)4

2-(aq) + SO4

2-(aq) )

2. 離心去殘渣

3. 加 1d 6M HC2H2O2 及 1~2d K2CrO4

深黃色沉澱 PbCrO4 → Pb 存在

Soln. 3-2 Bi3+ 、 Cu2+ 、 Cd2+

1. 硝酸鹽類被移除的信號。

2. 形成的沉澱物不能確定有 Pb ，有可 能是其他硫化物，如 (BiO)2SO4 。 Bi 化合物微溶於 NH4C2H3O4 且 (BiO)2CrO4 可溶於醋酸但不溶於 NaOH 。

Outline 3： Cu group

Soln. 3-2 Bi3+ 、 Cu2+ 、 Cd2+

1. 加 15M NH4 直至變為鹼性，藍色溶液

→ Cu 存在

2. 離心

PPT 3-3 Bi(OH)3

1. 加 1~2d Fresh 亞錫酸鈉試劑

黑色沉澱 Bi0 → Bi 存在

Soln. 3-3 Cu(NH3)42+ 、 Cd(NH3)4

2+

• 若溶液非藍色，加 TA 後加熱

• 若溶液成藍色：

1. 加半匙 Na2S2O4 1 ， warm 1~2 min ，離心除溶液 2

2. 重複上述步驟直至溶液呈無色

3. 於無 Cu 溶液中加 TA ， warm

黃色沉澱 CdS → Cd 存在1. Na2S2O4 為強還原劑且不穩定，保持乾燥並遠離火源。

2. 若溶液長時間與 Cu 接觸，一些 Cu 可能會再溶。

Outline 3： Cu group

Soln. 2-2 AsS33-、 AsO3

3-、 SbS33-、 SbO3

3-、

SnS32-、 SnS2OH-、 (HgS2

2-)、 KOH

1. 加 1d TA ，再加 2M HCl 直至溶液酸化 1

2. 離心除去溶液

PPT 4-1 As2S3( 黃 ) 、 Sb2S3( 橙 ) 、 SnS2( 黃 ) 、 (HgS, 黑至

紅 ) 、 S0

1. 加 5~10d 12M HCl ，攪拌直至硫化物分散

2. Warm 直至反應發生 2 ，離心，溶液移至坩鍋 3

3. 以 1~2d 6M HCl 清洗沉澱，並將洗液移至坩鍋

PPT 4-2

As2S3 、 HgS 、 S0

Soln. 4-2 SbCl4- 、 SnCl6

2- 、

(HgCl42-) 、

HCl 、 H2S 、 TA

1. 溶液太酸，一些 SnS2 會損失。

2. 勿加熱過久， As2S3 會再溶解。

3. 滴管或坩鍋有水分，會使 HCl 被稀釋而使 Sb2S3 再沉澱。

Outline 4： As group

PPT 4-2 As2S3 、 HgS 、 S0

1. 加 2d 15M NH4 及 1d 3 % H2O2

2. Warm ，離心去殘渣 1

3. 加 2~4d 鎂和劑，刮內壁、攪拌後靜置 5 min

2

4. 離心除去溶液，以 H2O 洗沉澱 3

PPT 4-3 MgNH4AsO4 ･ 6H2O( 白色結晶 )

1. 加 1d 6M HC2H2O2 及 2~4d AgNO3 溶液

紅棕色沉澱 Ag3AsO4 → As 存在

1.黑色殘渣可能是 HgS 。 NH3 能迅速溶解 As2S3 ，但 HgS 不行。 H2O2 可氧化As(III) 成 As(V) 。

2. 沉澱有時會過飽和，需要足夠時間讓它 沉澱。

3. 清洗去除過多的氯，防止氯化銀沉澱。 若有白色沉澱生成則加入更多的 AgNO3 。

Outline 4： As group

Soln. 4-2 SbCl4- 、 SnCl6

2- 、 (HgCl42-) 、 HCl 、 H2S 、 TA

1. 蒸發至原體積一半或 4 滴後 1 ，以 1 mL H2O 稀釋並分成二管

Sb test

1. 加 0.25~0.5 匙 H2C2O4 及 1~2d

TA ， warm

橙色沉澱 Sb2S3 → Sb 存在

PPT 4-4

黑色微粒 Sb0 → Sb 存

在

Soln. 4-4 Sn2+ 、 Al3+ 、 HCl

1. 加等體積 H2O 及 1~2d HgCl2 溶液 3

白至灰色沉澱 Hg2Cl2 + Hg0 → Sn 存在

Sn test

1. 加 5mm 鋁片及 10d 6M

HCl

2. Warm 2 ，使 Al 溶解，離心

1. 蒸發太久， SnCl4 會損失。

2. Al 可還原 Sn(IV) 和 Sn(II) 至 Sn0 。 Al 條消耗後， Sn 會溶解於 HCl 中 而 Sb 不會。

3. 因為 Sn2+ 會被空氣氧化，不能太慢加入 HgCl2(aq) 。

Outline 4： As group