硫酸根离子和氯离子检验问题的实证研究

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。

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。