1、Ni2+与CrO42-反应同样生成黄色沉定。4. 在近中性或氨性介质（pH=510）中，Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色丁二肟镍沉淀。5. 磺基水杨酸是EDTA滴定Fe3+的最佳指示剂。滴定条件：pH=1.52.5，加热到4050C，整个滴定过程保持这个温度，紫红色黄色。三、试剂、材料和仪器3.1主要试剂试剂：金属离子混合液，EDTA二钠盐（Na2H2Y2H2O ）（分析纯），金属Zn（分析纯，基准物质），以及相关的试剂。指示剂：2%的磺基水杨酸，0.2%的二甲酚橙。3. 2实验仪器：3.2.1 公用仪器（1）电子天平（2）电子台秤（3）烘箱（4）精密pH试纸（或pH计）3.2.2个人仪器实验柜已
2、提供必备的各种仪器，如额外需要，请和监考老师联系。四、相关物质的有关常数1. 物质的摩尔质量分子式Na2H2Y2H2OZnFeCu NiPb摩尔质量/gmol-1372.2465.3955.8563.5558.69207.22. logKFe（III）Y=25.10，logKCuY=18.80，logKNiY=18.62，logKPbY=18.04。3. KspFe（OH）3 =4.010-38，KspCu（OH）2 =2.210-20；KspNi（OH）2 =2.010-15，KspPb（OH）2 =1.210-15。4. 酸效应系数EDTA的lgY（H）值pHlgY（H）0.023.642
3、.511.905.06.457.52.7810.00.450.123.062.611.625.16.267.62.6810.10.390.222.472.711.355.26.077.72.5710.20.330.321.892.811.095.35.887.82.4710.30.280.421.322.910.845.45.697.92.3710.40.240.520.753.010.605.55.518.02.2710.50.200.620.183.110.375.65.338.12.1710.60.160.719.623.210.145.75.158.22.0710.70.130.819
4、.083.39.925.84.988.31.9710.80.110.918.543.49.705.94.818.41.8710.90.091.018.013.59.486.04.658.51.7711.00.071.117.493.69.276.14.498.61.6711.10.061.216.983.79.066.24.348.71.5711.20.051.316.493.88.856.34.208.81.4811.30.041.416.023.98.656.44.068.91.3811.40.031.515.554.08.446.53.929.01.2811.50.021.615.114
5、.18.246.63.799.11.1911.61.714.684.28.046.73.679.21.1011.71.814.274.37.846.83.559.31.0111.80.011.913.884.47.646.93.439.40.9211.92.013.514.57.447.03.329.50.8312.02.113.164.67.247.13.219.60.7512.12.212.824.77.047.23.109.70.6712.20.0052.312.504.86.847.32.999.80.5913.00.00082.412.194.96.657.42.889.90.521
6、3.90.00015. 酸效应曲线五、实验内容5.1 基本原理5.1.1 定性分析采用K4Fe（CN）6 或NH4SCN，鉴定Fe3+。利用HCl沉淀Pb2+，根据PbCl2易溶于热水，并在弱酸介质中，Pb2+与CrO42-反应生成黄色PbCrO4沉定来鉴定Pb2+，必要时加入NaOH溶液，将沉淀溶解，以确证Pb2+的存在。利用NH3H2O将Fe3+、Pb2+与Cu2+、Ni2+分离为：Fe（OH）3、Pb（OH）2 和Cu（NH3）42+、Ni（NH3）42+。滤液在弱酸（HAc）介质中，K4Fe（CN）6溶液与Cu2+生成红棕色沉淀鉴定Cu2+；在氨性介质中，Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色丁
7、二肟镍沉淀鉴定Ni2+。5.1.2 定量分析根据Fe3+与Pb2+、Cu2+和Ni2+的稳定常数的差别（），采用控制酸度的方法，测定Fe3+。过滤后的Cu（NH3）42+、Ni（NH3）42+滤液用酸中和，Na2S2O3掩蔽Cu2+，采用返滴定法测定Ni2+；利用返滴定法测定Cu2+、Ni2+总量，采用差减法，确定Cu2+的含量。 利用返滴定法测定Fe3+、Ni2+、Cu2+、Pb2+总量，采用差减法，确定 Pb2+ 的含量。5.2实验方案设计和步骤1. 0.02 molL-1Zn2+ 标准溶液的配制用干净的小烧杯（或称量纸）准确称取0.32-0.34g配制250 mL 0.02 molL-1
8、 的锌溶液所需的纯锌片于150 mL烧杯中，加入7.5 mL 6 molL-1的HCl 溶液，立即盖上表面皿，微热，待锌完全溶解后，以少量水冲洗表面皿和烧杯内壁，冷却后，定量转移至250.00 mL的容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。计算其准确浓度。2. 0.02 molL-1 EDTA标准溶液的配制及标定用洁净的500 mL烧杯称取配制400 mL 0.02 molL-1 EDTA溶液所需的EDTA二钠盐（Na2H2Y2H2O）固体3.0 g，在烧杯中加水、温热溶解、冷却后转移入试剂瓶中，摇匀。吸取10.00 mL 0.02 molL-1 的Zn2+ 标准溶液于锥形瓶中。加入 2滴二甲酚橙指示
9、剂，滴加20% 的pH=5.5 的（CH2）6N4（六次甲基四胺）溶液至溶液呈现稳定的紫红色，再过量5 mL。用0.02 molL-1 EDTA溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色即为终点。平行标定三份，计算EDTA溶液的准确浓度。数据记录和结果表达如表1所示。表1 0.02 molL-1 EDTA溶液的标定标 定 次 数123/gVEDTA/mLC EDTA /molL-1*/molL-1单次测定偏差d/ mol相对平均偏差/%*mol3. Fe的测定：取原液10.00 mL于100 mL容量瓶中，以水稀至刻度，摇匀。从中吸取10.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10 mL 0.01 molL-1
10、 HNO3（pH=1.52.5），摇匀后，加热到4050C（注意：实验过程中应保持在4050C）。加入2%磺基水杨酸8滴，用0.02 molL-1 EDTA进行滴定，消耗体积为VEDTA mL，由紫红色变成黄绿色为终点。平行测定三份，计算Fe的含量。数据记录和结果表达如表2所示。表2 Fe含量的测定测 定 次 数V /mL10.00CFe/ g/g单次测定偏差d/ g gL-1，Fe3+定性分析：取原液2滴于白色点滴板上，加入1滴定K4Fe（CN）6溶液，立即生成蓝色沉淀，示Fe3+存在。或加1滴饱和NH4SCN溶液，溶液呈血红色，示有Fe3+。加2滴20% KF溶液，则红色褪去，确定有Fe3
11、+。4混合液预处理（Fe3+、Pb2+与Cu2+、Ni2+分离）取原液10.00 mL于150 mL烧杯中，小心分次加入10 mL NH3H2O（1+1），再多加20 mL浓氨水。加热，微沸腾1min。冷却，将沉淀与溶液一起转移至100.00 mL容量瓶中，以水稀至刻度，摇匀。干过滤（滤纸、漏斗、接滤液的烧杯都应是干的）。过滤后的滤液含Cu（NH3）42+、Ni（NH3）42+；沉淀含Pb（OH）2、Fe（OH）3。5Ni的测定：吸取滤液10.00 mL于锥形瓶中，用2 molL-1HCl酸化（留意能否观察到有沉淀产生后又溶解）。加入10 mL pH=5.5 的20% （CH2）6N4缓冲液，
12、加入10滴20%的KF溶液（除去过滤不完全的Fe3+），摇匀后再加入10%Na2S2O3 6 mL（或加Na2S2O3至无色后多加1 mL）。加入过量的0.02 molL-1 EDTA V1 mL，用0.02 molL-1 Zn2+标准溶液进行返滴定，消耗V2 mL，以二甲酚橙为指示剂，亮黄色变成酒红色为终点。平行测定三份，确定Ni的含量。数据记录和结果表达如表3所示。表3 Ni含量的测定V滤液/mLV1/mLV2/mLCNi/ ggNi2+定性分析：取滤液2滴于白色点滴板上，加1%的丁二酮肟1滴，生成红色沉淀示有Ni2+存在。6. Cu的测定：加入10 mL pH=5.5 的20% （CH2
13、）6N4缓冲液，加入10滴20%的KF溶液（除去过滤不完全的Fe3+）。加入V3 mL过量的0.02 molL-1 EDTA，用0.02 molL-1 Zn2+标准溶液进行返滴定，以二甲酚橙为指示剂，滴定终点后，消耗V4 mL。平行测定三份，确定Cu的含量。数据记录和结果表达如表4所示。表4 Cu含量的测定V3/mLV4/mLCCu/ gCu2+定性分析：取滤液2滴于白色点滴板上（或试管），加浓HAc至弱酸性，再加入2滴K4Fe（CN）6溶液，生成红棕色Cu2Fe（CN）6沉淀，示Cu2+存在。7. Pb的测定：吸取步骤3（Fe的测定）原液稀释液10.00 mL于锥形瓶中，加入V5 mL过量的
14、0.02 molL-1 EDTA，加入10 mL pH=5.5的20% （CH2）6N4缓冲液，用0.02 molL-1 Zn2+标准溶液进行返滴定，以二甲酚橙为指示剂，滴定终点后，消耗V6 mL。平行测定三份，确定Pb的含量。数据记录和结果表达如表5所示。表5 Pb含量的测定V5/mLV6/mLCPb/ g/ gPb2+定性分析：取5滴原液于离心管中，加入2滴定2 molL-1HCl溶液于混合液中，充分搅拌并加热2 分钟，冷却后，离心分离。加5滴热水于沉淀上，滴加1滴6 molL-1 HAc溶液和2滴5%的K2CrO4溶液，如有黄色沉淀，示有Pb2+存在。必要时可进一步加数滴2 molL-1
15、NaOH溶液，将沉淀溶解，以确证Pb2+存在。六、结果报告Fe3+、Cu2+、Ni2+和Pb2+测定报告离子Fe3+Cu2+Ni2+Pb2+含量/g七、结果与讨论八、思考题1、（2分）何谓封闭效应？在络合滴定中，采用EDTA滴定剂测定Fe3+、Cu2+、Ni2+、Pb2时，以二甲酚橙为指示剂，哪些金属离子对指示剂产生封闭效应？答：封闭效应是MIn的稳定性大于MY，则终点时MIn中的In不能被EDTA置换出来，虽加入过量的EDTA也观察不到终点，这种现象称为指示剂的封闭效应。在Fe3+、Cu2+、Ni2+、Pb2中，Fe3+、Cu2+和Ni2+对二甲酚橙指示剂产生封闭效应。2、（3分）何谓返滴定
16、法？返滴定法适合哪些情况？如采用以下实验方法测定Ni2+:在pH=56下，即先加入一定量过量的EDTA与Ni2+络合，然后用标准Zn2+溶液回滴剩余的EDTA。该方法的合理性如何？返滴定法：在试液中先加入一定量过量的EDTA标准液，剩余的EDTA再用加一种金属离子的标准溶液回滴。根据两种标准溶液的浓度和用量，即可求得待测组分的含量。 返滴定法主要用于下列情况：（1）直接滴定时没有合适的指示剂，或待测离子对指示剂有封闭作用。（2）待测离子与EDTA的络合速度很慢。（3）待测离子在滴定条件下发生水解或沉淀反应。以上方法的实验条件非常合理。在pH=56下，即先加入一定量过量的EDTA与Ni2+络合，
17、然后用标准Zn2+溶液回滴过量的EDTA，由于Ni2+已与EDTA络合，不再封闭XO，故在回滴时可采用XO作指示剂。3、（5分）Fe3+与Cu2+、Ni2+和Pb2+的混合液中，如何测定其中的Fe3+，其理论基础是什么？请确定用0.02 molL-1EDTA滴定Fe3+时的最低酸度和最高酸度？络合滴定测定Fe3+时，应采取什么适宜的实验步骤？ 答：（1）根据Fe3+与Pb2+、Cu2+和Ni2+的稳定常数的差别（2）0.02 molL-1EDTA滴定Fe3+时，最低酸度： moll-1，pOH=11.9，pH=2.1。最高酸度： 8 = 25.10 8=17.10，pH=1.11.2。（3）F
18、e3+测定的测定具体步骤：吸取Fe3+试液于锥形瓶中，加入10 mL 0.01 molL-1 HNO3 （pH=1.52.5 ），摇匀后，加热到4050 C。加入0.2%磺基水杨酸8滴，用0.02 molL-1 EDTA进行滴定，由紫红色变成黄绿色，根据消耗的EDTA体积，确定Fe3+的含量。4、（5分）在混合液Fe3+、Pb2+与Cu2+、Ni2+分离的预处理中，可以采用以下步骤：请问：（1）过滤后的滤液和沉淀各含哪些物质？（2）干过滤中，为什么要保持滤纸、漏斗、接滤液的烧杯都应是干的？（3）采用滤液进行分析时，用2 molL-1HCl中和过量的NH3H2O时，能观察到沉淀产生后又溶解，请解
19、释其原因？（1）过滤后的滤液含Cu（NH3）42+、Ni（NH3）42+；（2）保持过滤后的溶液浓度不改变。（3）去除多余NH3H2O的目的是保证后面测定时所加入的缓冲溶液具有最大缓冲容量。观察到有沉淀产生后又溶解，是由于在NH3H2O过量的Cu（NH3）42+溶液中，随着HCl的加入，先生成Cu（OH） 2，然后又变成CuCl2溶液。评分标准具体内容选手编号满分得分一实验操作1天平的选取、称量和记录2溶液的配制及标定53滴定管的选择和使用44容量瓶的使用5. 移液管的使用5. 指示剂的选择6终点的控制7实验的流畅性分数二实验报告1表格设计的合理性2数据记录3化学方程式及计算公式4实验结果*40三结果与讨论1.2.3.4. * 实验结果Fe3+、Ni2+、Cu2+与 Pb2+含量测定的实验结果 （共40分，每组份各10分）1086相对误差/%0.30.40.5
