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离子检测论文

2023-02-28 14:35 来源:学术参考网 作者:未知

离子检测论文

毕业论文的撰写及答辩考核是顺利毕业的重要环节之一,也是衡量毕业生是否达到要求重要依据之一。但是,由于许多应考者缺少系统的课堂授课和平时训练,往往对毕业论文的独立写作感到压力很大,心中无数,难以下笔。因此,就毕业论文的撰写进行必要指导,具有重要的意义。
(一)、毕业论文是应考者的总结性独立作业,目的在于总结学习专业的成果,培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。从文体而言,它也是对某一专业领域的现实问题或理论问题进行科学研究探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤,即选择课题和研究课题。
(二)、选好课题后,接下来的工作就是研究课题,研究课题一般程序是:搜集资料、研究资料,明确论点和选定材料,最后是执笔撰写、修改定稿。
第一、研究课题的基础工作——搜集资料。考生可以从查阅图书馆、资料室的资料,做实地调查研究、实验与观察等三个方面来搜集资料。搜集资料越具体、细致越好,最好把想要搜集资料的文献目录、详细计划都列出来。首先,查阅资料时要熟悉、掌握图书分类法,要善于利用书目、索引,要熟练地使用其他工具书,如年鉴、文摘、表册、数字等。其次,做实地调查研究,调查研究能获得最真实可靠、最丰富的第一手资料,调查研究时要做到目的明确、对象明确、内容明确。调查的方法有:普遍调查、重点调查、典型调查、抽样调查。调查的方式有:开会、访问、问卷。最后,关于实验与观察。实验与观察是搜集科学资料数据、获得感性知识的基本途径,是形成、产生、发展和检验科学理论的实践基础,本方法在理工科、医类等专业研究中较为常用,运用本方法时要认真全面记录。
第二、研究课题的重点工作——研究资料。考生要对所搜集到手的资料进行全面浏览,并对不同资料采用不同的阅读方法,如阅读、选读、研读。
第三、研究课题的核心工作――明确论点和选定材料。在研究资料的基础上,考生提出自己的观点和见解,根据选题,确立基本论点和分论点。提出自己的观点要突出新创见,创新是灵魂,不能只是重复前人或人云亦云。同时,还要防止贪大求全的倾向,生怕不完整,大段地复述已有的知识,那就体现不出自己研究的特色和成果了。
第四、研究课题的关键工作――执笔撰写。下笔时要对以下两个方面加以注意:拟定提纲和基本格式。
第五、研究课题的保障工作――修改定稿。通过这一环节,可以看出写作意图是否表达清楚,基本论点和分论点是否准确、明确,材料用得是否恰当、有说服力,材料的安排与论证是否有逻辑效果,大小段落的结构是否完整、衔接自然,句子词语是否正确妥当,文章是否合乎规范。

离子选择电极法测定土壤中的氟化物的含量论文结论怎么写好

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基于锂离子筛的制备和检测

[论文关键词] 锂离子筛 前驱体 制备 检测

[论文摘要] 锂离子筛可以直接从盐湖卤水和海水中提取锂,是极具发展前景的锂吸附剂,介绍锰氧化物锂离子筛前驱体的制备和检测方法,并简要叙述离子筛分材料的发展过程。

锂是自然界中最轻的金属,锂及其化合物有着广泛而特殊的用途,在能源、航空航天工业、金属冶炼及制造业、制冷、玻璃、陶瓷、医药等行业都有着重要的用途:在原子能领域,锂被誉为新“能源元素”,锂-6是氢弹、热核反应堆原料。锂离子电池因其能量高、循环性能好、无毒而广泛用于便携式通讯设备。二十一世纪,用于锂电池的碳酸锂将超过2万吨。锂基润滑脂已成为润滑脂的主导产品。另外,碳酸锂作为情感矫正剂可有效治疗狂躁精神病。目前,世界对锂的需求量越来越大,其消耗量也从侧面反映了一个国家高新技术的发展水平。

全球锂资源约1276万吨,主要分布于花岗岩伟晶型矿床及盐湖中,其中,锂矿石中锂的储量仅为40万吨,约占全球总储量的3.0%,而盐湖卤水中,锂资源的占有率为77%以上。锂矿石中锂的储量远远不能满足市场的需求,固体矿源又不断枯竭,因此锂矿资源的开发利用正面临重大转折,探讨从盐湖卤水、低浓度海水、地下水中提取锂成为目前化学、化工、材料等学科的重要研究课题。盐湖卤水提锂工艺简便、成本约为矿石提锂的一半,目前国外从盐湖卤水中提锂的年产能力近2万吨,约占锂盐总产能力的40%。采用卤水或其他含锂液体矿资源取代矿石生产锂盐是世界锂工业的发展趋势。

一、离子筛分材料的发展过程

1850年,Thompon等,最早系统地研究了土壤中Ca2+、Na2+与水中NH+、K+的离子交换现象。其中具有交换性能的物质后来被鉴定为粘土、海绿石沸石分子筛和腐植酸。一般认为,这是离子筛分材料的最初发现。20世纪初,Harms等合成了硅酸铝凝胶作为离子交换材料应用于水的软化。但其选择性筛分性能较差,耐酸性也不好,性能易变。上世纪60年代,Clearfield A等,发现磷酸锆可以结晶,这为离子筛分材料的.发展指明了一个全新的方向。结晶使得这些磷酸锆的多晶结构得以测定,宏观的离子筛分和交换行为能够从微观结构的角度加以解释。到80年代以后,Kenta ,Qi Feng等合成出了结晶石结构的锂锰氧化物LiMn2O4,该物质对锂离子具有特殊的选择吸附性能。

二、我国盐湖卤水的提锂前景

我国盐湖资源相当丰富,集中分布于青海、西藏、新疆和内蒙古四个省区。锂资源储量大,含量高的盐湖卤水多集中在青海省的柴达木盆地,如:台吉乃尔盐湖、一里坪盐湖、察尔汗盐湖和大柴旦盐湖等,都具有极高的开采价值。西藏的扎布耶湖是世界上锂含量超过百万吨级的三大盐湖之一。因此,建立和发展我国的盐湖锂工业不仅可以将资源优势转化为经济优势,而且可以促进和发展我国西部的经济,并为二十一世纪高科技的发展提供理想的材料。

三、从盐湖卤水提取锂的方法

目前,锂资源的开发及利用主要集中在盐湖卤水提锂的方法上。盐湖卤水提锂的方法有蒸发结晶分离法,沉淀法、浮选法、溶剂萃取法和离子交换法等。蒸发结晶分离法大量使用烧碱和纯碱,致使锂盐产品成本较高;沉淀法和溶剂萃取法费时费力;浮选法工艺流程复杂;而离子交换法成本低,工艺简单,应用广泛。因此,研究开发高效、高选择性的新型无机离子吸附剂成为当今分离技术的发展方向。尖晶石结构的锰氧化物,不仅对Li+具有很高的选择性和较大的交换吸附容量,且具有经济、环保的特点,从而成为国内外学者研究的热点。

四、锂离子筛的制备方法

现阶段制备锂离子筛前驱体LiMn2O4的方法主要分为两大类:固相法和液相法。固相合成法主要分为:高温固相法、微波烧结法和固相配位法等。固相法一般操作较为简单,步骤短,便于大规模生产,易于实现工业化,但耗能大,产率低;液相合成法主要包括:溶胶凝胶法、共沉淀和水热法等。液相法一般操作要求高,反应步骤较长,产物粒度均匀、形态规整,晶相较纯。下面选取几种常见的方法分别介绍:

1、高温固相反应法:高温固相反应法是合成锂离子筛前驱体最常用且易操作的一种方法,是将锂和锰的易熔或易分解化合物先按一定的比例混合均匀,再于高温下焙烧一定时间而合成所需化合物。其中,锂源主要有Li2CO3、LiOH·H2O、LiNO3和LiI等;锰源主要包括MnO、Mn2O3、MnO2、MnCO3和Mn(CH3COO)2·4H2O等。高温固相反应法具有操作简便、易于工业化的优点。同时,也存在几点不足:能耗大,生产率低;锂盐的部分挥发,造成原配比不易把握;产物的均匀性差。

2、微波烧结法:微波烧结法是近些年发展起来普遍用于制备陶瓷材料的方法。其主要依据微波直接作用于材料内部后而转化为热能,从材料内部进行加热,进而缩短了反应的时间。微波烧结法可通过调节微波的功率来控制粉末的物相结构,易于工业化,值得关注。但其毕竟属于固相反应,所得粉末的粒度通常只能控制在微米级以上,粉末的形貌稍差。

3、固相配位反应法:此方法也是近些年发展起来的,尤其适于合成金属簇合物和固相配合物的一种方法。首先,在室温或低温下制备固相金属配合物,然后,在一定温度下热分解制得氧化物超细粉末。固相配位反应法保留了传统高温固相反应法操作简便的特点,同时在合成温度、焙烧时间和产物粒度大小及分布等方面又优于它。

4、溶胶凝胶法(Sol-Gel):也称Pechini合成法,属于液相合成法,是基于某些弱酸能与某些阳离子形成螯合物,而螯合物又可与多羟基醇聚合物形成固体聚合物树脂的原理。由于金属离子可与有机酸发生化学反应而均匀分散在聚合物树脂中,达到原子水平的混合,从而在较低温度下可制得超细氧化物粉末。传统的溶胶凝胶法是采用金属醇盐水解制得溶胶,然后干燥得凝胶。

由于该法成本偏高,工艺复杂,材料工作者相继对其进行了改进,派生出一些新方法,如柠檬酸配合法、甘氨酸配合法、高分子聚合物配合法、多羟基酸配合法等。锂离子筛的制备主要是在不破坏前驱体尖晶石构型的前提下,用合适的脱出剂脱出其中的锂离子,以保证所得锂离子筛对锂离子的记忆性。目前,使用的脱出剂主要是酸性化合物,如盐酸、硝酸以及硫酸等。评价脱出效果的指标主要是锂的脱出率及锰的溶损率。人们希望通过采用优良的脱出剂,使锂的脱出率最大、锰的溶损率最小。因为相对于盐酸,硝酸和硫酸都具有较强的氧化性,某种程度上会加大锰的溶损,所以用合适浓度的盐酸作为脱出剂的居多。然而,同种洗脱剂,浓度不同,洗脱时间不同,洗脱效果也不一样。因此,在制备离子筛的时,需要选择出最佳酸洗转型条件。

五、锂离子筛的检测

制备好的离子筛需对其表面形貌检测即对前驱体酸洗脱锂后产物进行SEM检测,得出扫描结果图像。通过与前驱体结构的扫描图像对比可以检测出,在酸洗脱锂过程中前驱体的结构有没有被破坏,再通过与文献中图片对比,可以检测出产物是否为尖晶石晶体结构, 晶型是否完整。然后再对产物(前驱体)进行XRD检测,得出扫描结果图, 根据扫描结果图,判断产物是否为尖晶石型LiMn2O4,是否有杂质。通过与文献中图谱对比,可以检测出产物是否有缺陷,是否为尖晶石型LiMn2O4,是否有杂质等。

六、结语

目前,对离子筛的研究还停留在试验阶段,如果要实现其工业化,就必须先解决其造粒及锰的溶损问题。同时,必须通过改进合成方法、优化实验条件等手段来提高离子筛的实际吸附量。锰氧化物锂离子筛是一种新型的、高效的、绿色的吸附剂,有着良好的应用前景。所以,锰氧化物锂离子筛吸附法已经成为国际上从盐湖卤水和海水中提锂的重要研究方向。

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《中国化学会首届全国质谱分析学术研讨会会议论文集》2014年

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四极离子阱中离子碰撞模型研究

贺木易  郭丹  徐伟

【摘要】:离子阱中运动的离子与中性载气分子碰撞并发生能量交换,导致离子"冷却",即离子运动振幅衰减。此衰减过程的检测与分析对获得样品性质至关重要,如离子质量、离子反应截面积等,基于此原理的检测技术广泛应用于FT-ICR等仪器[1]中。目前,研究离子碰撞机制的理论主要有Langevin碰撞模型[2]、硬球碰撞模型[3]等,均存在一定的局限性。本工作介绍了一种基于四极离子阱的混合碰撞模型,有效结合了Langevin碰撞模型与硬球碰撞模型的理论特点,使此模型能合理准确的描述离子阱中离子衰减过程。研究采用平均法对求解了Langevin碰撞模型、硬球碰撞模型、混合碰撞模型的运动微分方程,获得了三种模型的理论离子衰减轨迹。通过轨迹比较,可获得不同模型对离子衰减过程的影响。为验证混合模型合理性,进行了基于Matlab的离子轨迹仿真实验,并对仿真数据进行了理论曲线拟合。仿真条件如下:频率为]MHz的RF射频电压施加于几何尺寸5×5mm线性离子阱上,真空度1 mTorr,缓冲载气为氦气,样品为血管紧张素II(离子尺寸r0=0.883nm、质荷比m/z=523),离子初始位置距离子阱中心4mm,仿真时间100ms,q值为0.3。初步结果如下:在衰减初期(53ms之前),离子发生的碰撞主要为硬球碰撞,之后的衰减则由Langevin碰撞主导,即处在离子阱不同位置的离子由于具有不同能量而发生不同碰撞,高能量离子易发生硬球碰撞,反之易发生Langevin碰撞。传统模型无法描述此衰减的全过程,而混合模型较为合理的体现了不同模型间的变化,离子轨迹仿真实验验证了这一结论(如图)。分别用Langevin、硬球、混合理论模型对仿真结果进行拟合,R~2分别为0.7447、0.988l、0.9912,即混合模型最好的描述了仿真结果。另一方面,样品离子的性质也会影响其衰减过程,质量数高、半径较大的样品离子由硬球碰撞主导其衰减过程,反之由Langevin碰撞主导。载气种类、温度、真空度、离子阱尺寸等因素亦对离子碰撞模型起不同程度的影响。以上结果表明,混合模型可较为合理的表现单一模型无法描述离子的衰减过程。通过混合模型衰减过程分析,可获得样品的质量及尺寸信息,有助提高离子阱质谱方法的检测效果。

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检验盐中是否含有硫酸根离子实验报告

【摘 要】检验SO42-离子通常使用酸试剂和钡试剂,依据有无BaSO4白色沉淀产生作出判断。向待测液加入不同的酸试剂和钡试剂,对检验SO42-离子的效果会产生不同的影响;用稀盐酸和氯化钡溶液的常规检验方法对待测混合液的检验尚存在漏洞。检验SO42-离子的既简便可行、又科学严谨的做法,应根据待检液的酸碱性及其可能含有的不同干扰离子,选用适当的酸试剂和钡试剂,按照合理的操作顺序进行之。【关键词】SO42-离子;待检液;酸试剂;钡试剂;白色沉淀;干扰;检验方法 硫酸根离子的检验是藉化学实验培养学生思辨能力的重要素材。根据硫酸钡难溶于水且难溶于酸的特性,实验室检验某溶液是否存在硫酸根离子,通常使用酸试剂和钡试剂依次与待检液混合,观察后来溶液是否有白色沉淀产生的现象,从而判断待检液是否存在硫酸根离子。论文百事通新课改人教版高一化学教科书中指出:“在溶液中离解能产生SO42-的化合物与BaCl2溶液反应,生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4(硫酸钡)沉淀。利用这一反应可以检验硫酸和可溶性硫酸盐”[1] ;原统编高一化学教科书中具体阐述 “硫酸根离子的检验”方法是:“先用盐酸把溶液酸化,以排除CO32-等可能造成的干扰。再加入BaCl2溶液,如果有白色沉淀出现,则说明原溶液中有SO42-存在”[2] 。不难理解,利用化学方法检验硫酸根离子的第一步:将待检液加入盐酸酸化,可以排除可能含有的CO32-、SO32-、PO43-或HPO42-、C2O42-、SiO32-、Ag+等离子的干扰。因为CO32-+2H+=CO2↑+H2O、SO32-+2H+=SO2↑+ H2O、PO43-+ 3H+=H3PO4、HPO42-+2H+= H3PO4(H3PO4和BaCl2在溶液中不反应)、C2O42-+2H+=H2C2O4(H2C2O4和BaCl2在溶液中不反应)、SiO32-+2H+= H2SiO3↓、Ag++Cl-=AgCl↓。第二步:向第一步所得溶液中滴加BaCl2溶液,若有(或无)白色沉淀产生,即有(或无)BaSO4生成,则可判断待检液是否含有SO42-离子。注意,这里的第一步若产生沉淀,应静置后取上层清液再做第二步。这便是检验SO42-离子在溶液中是否存在的常规方法。 由检验硫酸根离子的化学原理可以看出,其所用的试剂分为酸试剂和钡试剂两类。酸试剂除稀盐酸外是否可为稀硝酸等非硫酸的酸溶液?钡试剂除BaCl2外可否为Ba(NO3)2或Ba(OH)2等可溶性钡的化合物溶液?对这样的问题不能简单地作出结论。不过,对前一问题可以肯定回答的是不便用醋酸等非强酸溶液,否则不能排除C2O42-及SO32-等离子干扰。因为H2C2O4的Ka1=5.9×10-2、 Ka2=6.4×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.3×10-8;CH3COOH的Ka=1.8×10-5, [3]即HC2O4 ?C的电离程度比CH3COOH 的大;Ba(HSO3)2由于离子极化的原因通常不能存在。对后一问题可以肯定回答的是不便用(CH3COO)2Ba、BaI2等可溶性钡盐溶液,因为(CH3COO)2Ba、BaI2等不是实验室常备试剂。还可以肯定回答的是,两类试剂的配伍使用中,以常规方法的稀盐酸和BaCl2溶液的组合较好。因为这样可以最大限度地排除较多干扰离子,且试剂均为实验室易得的。至于能否使用稀HNO3和Ba(NO3)2或Ba(OH)2的溶液等有关问题,则应根据待检液可能存在的干扰离子的不同情况作具体分析,方可做出结论。1.如果第一步不用稀盐酸而用稀硝酸,则不能排除可能含有SO32-、HSO3-和Ag+等离子的干扰。因为SO32-或HSO3-的离子可被氧化成SO42-离子,且第二步用BaCl2溶液若产生白色沉淀也可能是AgCl。可见这样的试剂配伍只能在确知待检液不含SO32-或HSO3-和Ag+等离子的前提下才能使用。而在此前提下,第二步用将BaCl2溶液改为Ba(NO3)2溶液更为妥当,以免可能的Ag+离子干扰。2.如果第一步用稀盐酸酸化,第二步不用BaCl2溶液而用Ba(OH)2溶液,则不能排除PO43-或HPO42-、C2O42-和Mg2+等离子的干扰。因为第一步处理后的溶液中,可能含H3PO4、H2C2O4等,它们在第二步与Ba(OH)2溶液反应可转化为BaHPO4或Ba3(PO4)2及BaC2O4等白色沉淀,且可能含有的Mg2+离子在第二步可转化为Mg(OH)2白色沉淀,这些情况都不便对BaSO4的生成与否作出判断。3.如果将常规方法的两种试剂颠倒使用,即先滴加BaCl2溶液而后加足量稀盐酸,则当第一步操作无白色沉淀产生,可判断待检液不含SO42-离子,无需进行第二步操作。当第一步有白色沉淀产生,第二步白色沉淀完全溶解,也可断定待检液不含SO42-离子。若第一步产生的白色沉淀在第二步不溶解或不完全溶解,则无法断断待检液是否存在SO42-离子。因为所得沉淀不一定是BaSO4,也可能是AgCl或Hg2Cl2。可见这种做法只有在确知待检液不含Ag+和Hg22+的离子的前提下才能使用,而在此前提下只需第一步操作即可。4.如果将两步做法颠倒,且为避免Ag+等离子干扰,用Ba(NO3)2溶液和稀HNO3作试剂,则当第一步滴加Ba(NO3)2溶液时无白色沉淀产生,可直接判断待检液不含SO42-离子,无需进行第二步操作。当第一步有白色沉淀产生,则不能排除SO32-等离子的干扰。因为BaSO3可被氧化成BaSO4,尽管过程中可能有小气泡(SO2)产生,但难以观察,不便准确判断。可见这种做法只有在确知待检液中不含SO32-等离子的前提下才能使用,而在此前提下也只需第一步操作即可。5.如果将两步做法颠倒,第一步用Ba(OH)2溶液作试剂,第二步用稀盐酸作试剂,则当第一步无白色沉淀产生时,可直接判断待检液不含SO42-离子,无需第二步操作。但当第一步有白色沉淀产生,且在第二步不能完全溶解,则仍不便排除可能存在Ag+离子的干扰,因为所得沉淀可以是白色AgOH及其转化成的棕色Ag2O,Ag2O的棕色对BaSO4的白色有遮蔽作用,且溶于盐酸即转化为AgCl白色沉淀。可见这种做法只有在确知待检液不含Ag+(或Hg22+)离子的前提下才可使用。若为避免Ag+等离子干扰,而将第二步所用的稀盐酸换成稀HNO3,则又不能排除待检液可能含有的SO32-或HSO3-等离子的干扰。可见先用Ba(OH)2溶液,后加足量稀HNO3的做法,只有在确知待检液不含Ag+和SO32-及HSO3-等离子的前提下才能使用。论文百事通 6.如果先将两种试剂混合,再与待检液作试验,即用稀盐酸酸化的BaCI2溶液直接加入待检液,则不能排除可能含有的Ag+或SO32-、S2-与NO3-等离子共存时的干扰。此时若无白色沉淀产生,倒也可以判断SO42-离子不存在,但若有白色沉淀产生,则可能是AgCl,也可能是S2-被酸化形成的稀硝酸氧化而析出的S单质(新生态S在溶液中通常呈乳白色,淡黄色与白色难以分辨),且即使是BaSO4,也可能是SO32-离子被氧化成SO42-而造成的。所以这种做法只有在确知待检液不含NO3- 和Ag+等离子的前提下才可以使用。比较以上各种方法可以看出,原统编高一化学教科书(人教社2003年6月第1版)所阐述的常规方法不失为一般情况下检验溶液中是否含有SO42-离子的最佳方法。它适用于一切未知的纯净溶液或硫酸与硫酸盐的混合溶液中SO42-离子的检验。但是当待检液为混合液且呈碱性,若其中含NO3-和SO32-等离子而不含SO42-离子时,按此常规方法则将导致误判。因为第一步用稀盐酸酸化的过程中,SO32-离子可被氧化为SO42-离子,导致第二步产生BaSO4白色沉淀。可见这种常规方法对未知混合溶液的SO42-离子检验也存在漏洞。考虑到这种特殊情况,笔者认为,检验未知液(可能为纯净溶液,也可能为混合溶液)是否存在SO42-离子的严谨做法可以是:第一步检测待检液的酸碱性;当其为酸性(不会含SO32-,且HSO3-与NO3-不能共存)时,第二步加入稀盐酸进一步酸化,以排除可能的Ag+、Hg2+等离子干扰;第三步向第二步所得溶液中滴加BaCl2溶液,并观察有无白色沉淀产生,从而作出SO42-离子存在与否的判断。当第一步测得待检液为碱性(可能含SO32-、SiO32-和NO3-的离子,但不会含Ag+等离子)时,第二步滴加适量的稀盐酸,使溶液由碱性变为接近中性(通过再测试溶液的PH来指示),以排除可能含有SiO32-等离子的干扰(2H++SiO32-= H2SiO3↓);第三步滴加Ba(OH)2或BaCl2的溶液,若不产生白色沉淀,可判断待检液不含SO42-离子;若产生白色沉淀,第四步将所得沉淀加入足量稀盐酸,若沉淀完全溶解,可判断待检液不含SO42-离子;若沉淀不溶解或不能完全溶解,可判断待检液含有SO42-离子。当第一步测得待检液为中性(特殊情况下可能同时含SO32-、HSO3-和NO3-等离子,但不会同时且含Ag+或SiO32-、S2-等离子,因为Ag+与SO32-、HSO3-的离子不共存,SiO32-、S2-的离子都只能存在于碱性溶液)时,第二步应滴加BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液,若不产生白色沉淀,可判断待检液不含SO42-离子;若产生白色沉淀,第三步将所得沉淀加入足量稀盐酸,当沉淀完全溶解,可判断待检液不含SO42-离子;当沉淀不溶解或不能完全溶解,可判断待检液含有SO42-离子。实验证明,此做法是科学、可行的。综上所述,检验未知液是否存在SO42-离子的化学原理虽不复杂,但其实验方法相当讲究。由于待测液的成分往往含不确定离子,检验的影响因素众多,所以必须分析待检液的具体情况,考虑排除各种干扰离子,选择最佳试剂和合理步骤,才能做到既简便易行,又科学严谨。

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