实验二 重铬酸钾滴定法测定总铁含量

Question

如题所述

Answer 1

(1)实验目的

了解氧化还原滴定法测定总铁含量的原理，掌握测定过程及操作方法。

(2)实验原理

试样用过氧化钠熔融，水提取，盐酸酸化；或者使用分离二氧化硅后的滤液，用氨水沉淀铁，过滤分离后，沉淀用酸溶解后制成盐酸溶液。分取制得的溶液，加入氯化亚锡将三价铁还原为二价铁，再用氯化汞氧化过量的氯化亚锡，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定，计算总铁量(以TFe₂O₃计)。

(3)试剂和溶液

a.氯化铵溶液(ρ=20g·L^-1)，称取2g氯化铵，用去离子水溶解，定容于100mL容量瓶中，以甲基红溶液为指示剂，用氨水(1∶1)中和至黄色。

b.氯化亚锡溶液(ρ=150g·L^-1)，称取15g氯化亚锡(SnCl₂·H₂O)溶解于30mL浓盐酸中，加水至100mL，混匀，加几粒锡粒，贮存于棕色瓶中。

c.硫-磷混合酸，将150mL浓硫酸缓缓倒入700mL水中，冷却后加入150mL磷酸，混匀。

d.硫酸亚铁铵溶液(c=0.0050mol·L^-1)，称取0.98g硫酸亚铁铵溶解于硫酸(5∶95)中，再加硫酸(5∶95)至500mL。

e.二苯胺磺酸钠溶液(ρ=5g·L^-1)，称取0.5g二苯胺磺酸钠，用去离子水溶解，定容于100mL容量瓶中，加1～2滴硫酸(5∶95)，贮存于棕色瓶中，若颜色变绿则不能使用。

(4)重铬酸钾标准溶液的配制

A.重铬酸钾标准溶液Ⅰ

c(K₂Cr₂O₇)=0.002087mol·L^-1，称取0.6141g预先经150℃干燥1 h的基准重铬酸钾，溶解于水中，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL相当于1.0000mg三氧化二铁。

B.重铬酸钾标准溶液Ⅱ

c(K₂Cr₂O₇)=0.001044mol·L^-1，称取0.3071g预先经150℃干燥1 h的基准重铬酸钾，溶解于水中，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL相当于0.5000mg三氧化二铁。

(5)分析步骤

根据总铁(TFe₂O₃)含量范围按表3.2分取由碱熔分离二氧化硅后的滤液A和选取滴定溶液。

表3.2 铁含量范围与分取量及滴定溶液浓度

将分取的分离二氧化硅后的滤液A置于250mL烧杯中，加水至100mL，加热煮沸，取下，加2滴甲基红指示剂，滴加氨水(1∶1)至溶液变为黄色并过量数滴，再加热煮沸，取下，趁热经中速定量滤纸过滤，用热氯化铵溶液洗涤烧杯和沉淀4～5次，用热盐酸(1∶2)于原烧杯中溶解沉淀，再用热盐酸(5∶95)和热水交替洗至滤纸至无黄色，以确保铁溶解完全。将溶液低温加热蒸发至约10mL。将制备的溶液加热至沸，滴加氯化亚锡溶液至三价铁离子的黄色消失，再过量2滴，置于冷水中冷却至室温，加10mL氯化汞溶液(50g·L^-1)，搅拌，放置3～5min，加水至150mL，加入15mL硫-磷混合酸，加2滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫色为终点。

(6)空白值的测定

按试样操作制成待测溶液(不含试样)，加2滴氯化亚锡溶液，置于冷水中冷却，加10mL氯化汞溶液(50g·L^-1)，搅拌均匀。放置5min后，准确加入5.00mL硫酸亚铁铵溶液，加水至150mL，加入15mL硫-磷混合酸，加入2滴二苯胺磺酸钠指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫色为终点，记下读数(V₁)。

准确加入5.00mL硫酸亚铁铵溶液，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定至紫色，记下读数(V₂)。再如此重复一次，记下读数(V₃)。

按下式计算空白消耗重铬酸钾标准滴定溶液体积(V₀)。

现代岩矿分析实验教程

(7)结果计算

以质量分数w(TFe₂O₃)计，数值以%表示，按下式计算TFe₂O₃质量分数。

现代岩矿分析实验教程

式中：V₁为滴定试样溶液消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积(mL)；V₀为滴定试样空白溶液消耗重铬酸钾标准滴定溶液的体积(mL)；V为试样溶液总体积(mL)；T为重铬酸钾标准滴定溶液对三氧化二铁的滴定度(mg·mL^-1)；m为试样质量(g)；V₂为分取试样溶液体积(mL)。

分析结果保留至小数点后第二位。