试验八K2Cr2O7法测定铁矿石中铁的含量.docx

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试验八K2Cr2O7法测定铁矿石中铁的含量

莫尔法测定食盐中NaCl的含量

一、实验目的

1、掌握莫尔法测定可溶性氯化物的原理及方法。

2、学会AgNO3标准溶液的配制和标定方法。

3、学会莫尔法滴定终点的观测。

二、实验原理

某些可溶性氯化物中氯含量的测定常采用莫尔法。

在中性或弱碱性条件下，以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液进行滴定，主要反应如下：

Ag++Cl-=AgCl↓（白色）

2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓（砖红色）

由于AgCl的溶解度小于Ag2CrO4，根据分步沉淀的原理，溶液中首先析出AgCl沉淀。

当AgCl定量沉淀后，稍微过量的Ag+即与CrO42-形成砖红色的Ag2CrO4沉淀，它与白色的AgCl沉淀一起，使溶液略带橙红色即为终点。

滴定必须在中性或弱碱性液中进行，最适宜pH范围为6.5～10.5。

如果有铵盐存在，溶液的pH需控制在6.5～7.2之间。

指示剂的用量对滴定准确度有影响，一般以5×10-3mol·L-1为宜。

凡是能与Ag+生成难溶性化合物或络合物的阴离子都干扰测定。

如：

PO43-、AsO43-、SO32-、CO32-、C2O42-、S2-等。

大量Cu2+、Ni2+、Co2+等有色离子将影响终点观察。

凡是能与CrO42-指示剂生成难溶化合物的阳离子也干扰测定。

如：

Ba2+、Pb2+能与CrO42-分别生成BaCrO4和PbCrO4沉淀。

Al3+、Fe3+、Bi3+、Sn4+等高价金属离子在中性或弱碱性液中易水解产生沉淀，会干扰测定。

AgNO3标准溶液既可以用直接法配制，也可以用间接法配制。

间接法配制的AgNO3标准溶液可用NaCl基准试剂标定。

三、仪器和试剂

1、仪器：

50ml酸式滴定管1支；25ml移液管1支；250ml容量瓶1个；250ml锥形瓶3个；50～100mL烧杯1个；50～100mL量筒1个；玻璃棒1根；洗耳球1个；小滴瓶1个；洗瓶1个。

2、试剂：

AgNO3标准溶液（待标定）；待测试液；5%K2CrO4溶液；NaCl基准试剂。

四、实验步骤

1、0.05mol·L-1AgNO3标准溶液的配制（由实验员配制）

称取1.3gAgNO3溶于150mL蒸馏水中，转入棕色试剂瓶中，置于暗处保存，待标定。

（试剂量为一人所用）

2、0.05mol·L-1AgNO3标准溶液的标定（由指导老师标定）

准确称取0.60～0.70gNaCl基准试剂于小烧杯中，用蒸馏水溶解后，转入250mL容量瓶中，稀释至刻度摇匀。

用25mL移液管准确移取基准NaCl试液于250mL锥形瓶中，加入20mL蒸馏水，再加入1mL5%K2CrO4溶液，在不断摇动下，用AgNO3标准溶液滴定至砖红色即为终点。

3、试液中NaCl含量的测定（由学生独立完成）

用25mL移液管移取待测试液于250mL锥形瓶中，加水20mL，混匀。

加入1mL5%K2CrO4溶液，在不断摇动下，用AgNO3标准溶液滴定至砖红色即为终点，平行测定三份。

五、问题讨论

1、莫尔法测氯时，为什么溶液的pH必须控制在6.5～10.5？

2、以K2CrO4作指示剂时，指示剂浓度过大或过小对测定有何影响？

3、配制好的AgNO3标准溶液为什么要储于棕色瓶中，并置于暗处？

4、能否用莫尔法以NaCl标准溶液直接滴定Ag+？

为什么？

5、当试样中含有铅、钡、铋元素时，能否用此法测定氯离子？

6、在滴定过程中，特别是化学计量点附近为什么要不断剧烈摇动？

六、实验数据记录与处理

试样中NaCl含量的测定

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

移取待测试液的体积（mL）

25.00

AgNO3溶液的终读数（mL）

初读数（mL）

用量（mL）

平均值（g·L-1）

相对平均偏差（%）

NH4SCN标准滴定溶液的配制与标定

一、实验目的

1.掌握佛尔哈德标定硫氰酸铵溶液原理和方法

2.掌握硫氰酸铵溶液标定的操作技术。

二、实验原理：

1.在中性或弱碱性溶液中（pH6.5-10.5）采用莫尔法标定出AgNO3

浓度，指示剂K2CrO4浓度以5×10-3mol/L为宜。

Ag++Cl-==AgCl↓（白色）

2Ag++CrO42-==Ag2CrO4↓（砖红色）

2.用已标定AgNO3溶液，以硫酸铁铵[铁铵矾NH4Fe（SO4）2]做指示剂，在酸性溶液中，标定出硫氰酸铵液浓度，此即佛尔哈德直接滴定法。

Ag++SCN-==AgSCN↓（白色）

Fe3++SCN--==FeSCN2+（红色）

当Ag+全部沉淀后，溶液中[SCN-]=10-6mol/L,而人眼能观察得到FeSCN2+红色时，浓度为10-5，则要求的[SCN-]为2×10-5，则必须在Ag+全部转化为AgSCN白色沉淀后再加过量半滴（0.02ml）才能使[SCN-]达到2×10-5，因而可以用Ag+标定铁铵矾的浓度。

由于指示剂中Fe3+的在中性或碱性溶液中水解，因此佛尔哈德法应该在酸度大于0.3mol/L的溶液中进行。

三、实验操作

（1）0.02mol/LNaCl标准溶液的配制

准确称取0.25~0.30g基准物NaCl，置于小烧杯中，用水溶解完全，定量转移到250ml容量瓶中，定容得到NaCl标准溶液。

（3）0.02mol/LAgNO3溶液的标定

准确移取25.00mLNaCl标准溶液三份于250mL锥形瓶中，分别加入25mL水、1mL的5%K2CrO4溶液（约13滴），在不断用力摇动下，用AgNO3溶液滴定至溶液从黄色变为淡红色混浊（呈现砖红色）即为终点。

根据NaCl标准溶液的浓度和AgNO3溶液的体积，计算AgNO3溶液的浓度及相对标准偏差。

（3）硫氰酸铵溶液的标定

准确吸取25mL已标定的0.05mol/L硝酸银标准溶液置于250mL锥形瓶中，加50mL水，混匀。

加2mL硝酸和1mL硫酸铁铵溶液，用硫氰酸铵溶液滴定硝酸银溶液，滴定至出现淡棕红色；经剧烈振摇后仍不褪色，即为终点。

，

计算硫氰酸铵溶液的浓度及相对标准偏差。

五）提问

1．为什么要在较强的酸性溶液中进行？

答：

2．为什么要充分振摇

3．莫尔法与佛尔哈德滴定条件有什么不同，为什么？

（六）数据记录与结果处理

1、计算公式：

2、数据记录与处理

数据序号

项目

1

2

3

mNacl/g

CNaCl

VNaCl

初读数/mL

终读数/mL

/mL

mol/L

mol/L

Di

相对平均偏差%

数据序号

项目

1

2

3

CAgNO3mol/L

初读数/mL

终读数/mL

/mL

mol/L

mol/L

∣di∣

相对平均偏差%

3、注意事项

1）指示剂K2Cr2O4的用量对测定结果有影响，必须定量加入。

2）实验完毕后，将装AgNO3溶液的滴定管先用蒸馏水冲洗2～3次后再用自来水洗净，以免AgCl残留于管内。

食盐中氯化钠含量的测定（佛尔哈德法）

一、实验目的

1.学习NH4SCN标准溶液的配制和标定。

2.掌握用佛尔哈德返滴定法测定可溶性氯化物中氯含量的原理和方法。

二、实验原理

在含Cl-的酸性试液中，加入一定量过量的Ag+标准溶液，定量生成AgCl沉淀后，过量Ag+以铁铵矾作指示剂，用NH4SCN标准溶液回滴，由Fe（SCN）2+络离子的红色来指示滴定终点。

主要包括下列沉淀反应和络合反应：

Ag++Cl-=AgCl↓（白色）Ksp=1.8×10-10

Ag++SCN-=AgSCN↓（白色）Ksp=1.0×10-12

Fe3++SCN-=Fe（SCN）2+（白色）K1=138

指示剂用量大小对滴定有影响，一般控制Fe3+浓度为0.015mol·L-1为宜。

滴定时，控制氢离子浓度为0.1～1mol·L-1，剧烈摇动溶液，并加入硝基苯（有毒）或石油醚保护AgCl沉淀，使其与溶液隔开，防止AgCl沉淀与SCN-发生交换反应而消耗滴定剂。

测定时，能与SCN-生成沉淀或生成络合物，或能氧化SCN-的物质均有干扰。

PO43-，AsO3-4，CrO42-等离子，由于酸效应的作用而不影响测定。

佛尔哈德法常用于直接测定银合金和矿石中的银的质量分数。

三、主要试剂

1.AgNO3（0.1mol·L-1）

2.NH4SCN（0.1mol·L-1）：

称取3.8gNH4SCN，用500mL水溶解后转入试剂瓶中。

3.铁铵矾指示剂溶液（400g·L-1）

4.HNO3（1+1）：

若含有氮的氧化物而呈黄色时，应煮沸去除氮化合物。

5.硝基苯

6.NaCl试样

四、实验步骤

1.NH4SCN溶液的标定

用移液管移取AgNO3标准溶液25.00mL于250mL锥形瓶中，加入5mL（1+1）HNO3，铁铵矾指示剂1.0mL，然后用NH4SCN溶液滴定。

滴定时，剧烈振荡溶液，当滴至溶液颜色为淡红色稳定不变时即为终点。

平行标定3份。

计算NH4SCN溶液浓度。

2.试样分析

准确称取约2gNaCl试样于50mL烧杯中，加水溶解后，定量转入250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀

用移液管移取25.00mL试样溶液于250mL锥形瓶中，加25mL水，5mL（1+1）HNO3，用滴定管加入AgNO3标准溶液至过量5～10mL（加入AgNO3溶液时，生成白色AgCl沉淀，接近计量点时，氯化银要凝聚，振荡溶液，再让其静置片刻，使沉淀沉降，然后加入几滴AgNO3到清液层，如不生成沉淀，说明AgNO3已过量，这时，再适当过量5～10mLAgNO3溶液即可）。

然后，加入2mL硝基苯，用橡皮塞塞住瓶口，剧烈振荡30s，使AgCl沉淀进入硝基苯层而与溶液隔开。

再加入铁铵矾指示剂1.0mL，用NH4SCN标准溶液滴至出现的淡红色Fe（SCN）2+络合物稳定不变时即为终点。

平行测定3份。

计算NaCl试样中的氯的含量。

五、思考题

1.佛尔哈德法测氯时，为什么要加入石油醚或硝基苯？

当用此法测定Br-，I-时，还需加入石油醚或硝基苯吗？

2.试讨论酸度对佛尔哈德法测定卤素离子含量的影响。

3.本实验溶液为什么用HNO3酸化？

可否用HCl溶液或H2SO4酸化？

为什么？

4.银合金用HNO3溶解后，以铁铵矾作指示剂，可用NH4SCN标准溶液滴定，即可以佛尔哈德法直接测定银合金中银的含量。

试讨论方法原理及有关条件。

法扬斯法测定NaI的纯度

一、教学目标

1．理解吸附指示剂法的实验原理。

2．掌握用吸附指示剂法测定氯化钠样含量的方法。

食盐是人们生活中必需的一种调味品。

食盐的原料，可作为各种食品的防腐剂。

食盐的主要成分是氯化钠。

因此，氯化钠样品含量测定的方法具有很强的实践性和可操作性。

沉淀法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析法。

沉淀反应很多，但用于沉淀滴定的反应并不多。

因为很多沉淀的组成不恒定，或溶解度较大，或易形成过饱和溶液，或达到平衡的速度慢，或共沉淀现象严重等。

用于沉淀滴定反应必须符合下列条件：

（1）生成的沉淀溶解度必须很小，组成恒定。

（2）沉淀反应迅速，定量地完成。

（3）有确定终点的简单方法。

二、实验原理

吸附指示剂法是利用吸附作用在终点时生成带正电荷的卤化银胶粒而吸附指示剂阴离子，使指示剂的结构发生改变，生成有色的吸附化合物指示终点。

HFIH++FI-

H++FI-

（呈黄绿色）（呈黄绿色）

终点前：

（AgCl）•Cl-+FI-（仍然呈黄绿色）

终点时：

（AgCl）•Ag++FI-=（AgCl）•Ag+•FI-

（黄绿色）（粉红色）

三、仪器与试剂

仪器：

分析天平、托盘天平、称量瓶、100ml烧杯、10ml小量筒、酸式滴定管、250ml锥形瓶、250ml容量瓶、25ml移液管

试剂：

NaCl样品、AgNO3标准溶液、荧光黄指示剂、2%糊精溶液

四、内容与步骤

（1）精密称取氯化钠样品约1.2g（称量至0.0001g）置于100ml烧杯中，用少量纯化水溶解后，定量转入250ml容量瓶中，用纯化水溶解后，定量转入250ml容量瓶中，用纯化水稀释至标线，摇匀即可。

（2）用25ml移液管移取上述氯化钠溶液25.00ml置于250ml锥形瓶中，加20ml纯化水稀释，加2%糊精溶液5ml，再加荧光黄指示剂5~8滴，在不断振摇下，用AgNO3标准溶液滴定至溶液从黄绿色变至粉红色沉淀为滴定终点。

记录消耗的AgNO3标准溶液的体积。

（3）平行测定3次，计算样品中含Nacl的质量分数和相对平均偏差。

Nacl的质量分数计算式为：

五、注意事项

（1）为了防止胶体聚沉，滴定前应加入糊精溶液。

（2）为了防止生成氧化银沉淀，应控制溶液为中性或弱碱性（PH7~10）。

（3）由于卤化银易感光分解出金属银，使沉淀变为灰色或是黑灰色，因此在实验过程中应避免强光的照射，否则影响终点观察，造成测量误差。

（4）实验结束后，将未用完的AgNO3标准溶液和氯化银沉淀应分别倒入回收瓶中贮存。

（5）实验中盛装过AgNO3的滴定管、移液管和锥形瓶应先纯化水淌洗后，再用自来水冲洗干净备用。

六、小结与讨论

（1）记录称取氯化钠样品的质量。

（2）记录移取氯化钠样品溶液的体积。

（3）记录消耗硝酸银标准溶液的体积。

（4）计算氯化银的质量分数和相对平均偏差。

（5）实践讨论，同时，对实验过程中出现的普遍性问题给予有针对性的解决。

沉淀滴定法

基本要点：

1.了解摩尔法的原理及滴定条件；

2.了解佛尔哈德法的原理及滴定条件。

3.了解法扬斯法的原理及滴定条件

概述

沉淀滴定法：

是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。

沉淀滴定法必须满足的条件：

1.S小，且能定量完成；

2.反应速度大；

3.有适当指示剂指示终点；

4.吸附现象不影响终点观察。

目前，应用较广泛的是：

生成难溶性银盐的沉淀滴定法——银量法

沉淀反应：

Ag++X-⇌AgX↓

Ag++SCN-⇌AgSCN↓

应用：

Cl-、Br-、I-、Ag+、SCN-以及能定量地产生这些离子的有机化合物。

银量法

银量法：

根据其确定终点指示剂的方法不同常分为三种。

一.莫尔法——K2CrO4指示剂

（一）原理：

以AgNO3标准溶液测定Cl-为例

终点前：

Ag++Cl-⇌AgCl（白色）Ksp=1.810-10

终点时：

2Ag++CrO42-⇌Ag2CrO4（砖红色）Ksp=2.010-12

沉淀的溶解度S：

SAgCl

1.3410-5mol/L<1.2610-4mol/L

计量点附近终点出现的早晚与溶液中[CrO42-]有关：

[CrO42-]过大终点提前结果偏低（-TE%）

[CrO42-]过小终点推迟结果偏高（+TE%）

（二）指示剂用量（CrO42-浓度）

理论计算：

在计量点时，溶液中Ag+物质的量应等于Cl-物质的量

（1）

（2）

（3）

（2）、（3）代入

（1）得：

（4）

若计量点时溶液的体积为100ml，实验证明，在100ml溶液中，当能觉察到明显的砖红色Ag2CrO4出现时，需用去AgNO3物质的量为2.510-6mol，即:

而

解得：

[Ag+]=5.810-6mol/L

实际滴定中：

因为K2CrO4本身呈黄色，按[CrO42-]=5.910-2mol/L加入，则黄颜色太深而影响终点观察，实验中，采用K2CrO4浓度为2.610-3mol/L~5.610-3mol/L范围比较理想。

（计算可知此时引起的误差TE<±0.1%）

在实验中：

50~100ml溶液中加入5%K2CrO41ml。

（三）滴定条件

1.溶液的酸度

通常溶液的酸度应控制在pH=6.5~10（中性或弱碱性），

若酸度高，则：

Ag2CrO4+H+⇌2Ag++HCrO4-Ka2=3.210-7

2HCrO4-⇌Cr2O72-+H2OK=98

若碱性太强：

2Ag++2OH-⇌2AgOH↓

↓

AgO↓+H2O

当溶液中有少量NH3存在时，则应控制在pH=6.5~7：

NH3++OH-⇌NH3+H2O

↓Ag+

Ag（NH3）2+

2.沉淀的吸附现象

（1）先生成的AgCl↓易吸附Cl-使溶液中[Cl-]↓，终点提前，

滴定时必须剧烈摇动。

AgBr↓吸附更强。

（2）宜Ag+Cl-，不宜Cl-Ag+（Ag2CrO4CrO42-慢）

3.干扰离子的影响

①能与Ag+生成沉淀的阴离子（PO43-、AsO43-、SO32-、S2-、CO32-、C2O42-）

②能与Cr2O72-生成沉淀的阳离子（Pb2+、Ba2+）

③在弱碱性条件下易水解的离子（Al3+、Fe3+、Bi3+）

④大量的有色离子（Co2+、Cu2+、Ni2+）

都可能干扰测定，应预先分离。

二.佛尔哈德法——铁铵矾[NH4Fe（SO4）2]指示剂

（一）原理：

SCN-+Ag+⇌AgSCN↓（白色）Ksp=1.010-12

终点时：

SCN-+Fe3+⇌FeSCN2+（红色）K稳=138

终点出现早晚与[Fe3+]大小有关。

（二）指示剂用量

理论计算：

在化学计量点时

（5）

（6）

（7）

（2）、（3）代入

（1）：

（8）

实验证明，在100ml溶液中，含6.410-7molFeSCN2+时，可观察到明显红色，则

[Ag+]=[SCN-]+6.410-6

所以：

解得：

[SCN-]=1.510-7mol/L

已知：

解得：

[Fe3+]=0.31mol/L

实际滴定中：

因为Fe3+溶液呈黄色，当[Fe3+]为0.31mol/L时溶液呈深橙黄色，严重影响终点观察，实际采用

[Fe3+]：

0.015mol/L~0.03mol/L（此时引起的误差TE<±0.1%）

（二）滴定条件

1.溶液的酸度——在硝酸的酸性条件下进行

2.直接滴定法测定Ag+时，AgSCN吸附Ag+，近终点时剧烈摇动

3.返滴定法测定Cl-时：

Cl-+Ag+（过量）⇌AgClSAgCl=1.3510-5mol/L大

Ag+（剩余）+SCN-⇌AgSCNSAgSCN=1.010-6mol/L小

终点时：

SCN-+Fe+⇌FeSCN2+（红）发生转化作用：

AgCl+SCN-⇌AgSCN+Cl-

致使[SCN-]，已生成的FeSCN2+离解，红色消失，多消耗SCN-，造成较大误差，常采取预防措施：

（1）加入有机溶剂硝基苯（有毒）、1，2—二氯乙烷、甘油等,用力摇动，使AgCl表面被有机溶剂覆盖，减少与溶液接触；

（2）近终点时，防止剧烈摇动；

（3）加入AgNO3先生成AgCl后，先加热至沸使AgCl凝聚。

4.干扰物质

强氧化剂及铜盐、Hg盐等，应预先分离或掩蔽。

三.法扬斯法——吸附指示剂

（一）原理：

吸附指示剂大多是有机酸当被沉淀表面吸附后

结构发生变化颜色发生变化

例：

用AgNO3溶液滴定Cl-，采用有机酸荧光黄指示剂（HFIn）,为指示剂：

HFIn⇌H++FIn-（黄绿色）

计量点前：

Ag++Cl-⇌AgCl（白色）

AgCl+Cl-⇌AgCl•Cl-吸附构晶离子

计量点后—终点时：

AgCl+Ag+⇌AgCl·Ag+（Ag+过量）

AgCl·Ag++FIn-⇌AgCl•Ag•FIn

黄绿色粉红色

（二）滴定条件

1.加入胶体保护剂——糊精或淀粉

2.酸度：

一般在中性、弱碱性、弱酸性溶液中进行

HFIn分子不易被吸附，FIn-阴离子存在与Ka有关.

Ka允许酸度越高（pH值）

如：

曙红Ka较大，pH2以上使用；

而荧光黄Ka较小，pH7以上使用。

但：

最高pH<10。

3.避光——AgX易感光变灰，影响终点观察。

4.沉淀对指示剂的吸附能力应略小于对被测离子的吸附能力

胶体吸附能力次序（对指示剂及X-）：

I->二甲基二碘荧光黄>Br->曙红>Cl->荧光黄或二氯荧光黄

银量法标准溶液的配制和应用示例

一.AgNO3标准溶液的配制与标定

1.可用基准物直接配制；

2.可先配制成近似浓度再用基准物NaCl标定。

二.NH4SCN标准溶液的配制与标定

先配制成近似浓度再用佛尔哈德法（AgNO3标液）比较（标定）。

自测题

1．写出莫尔法、佛尔哈德法和法扬斯法测定Cl-的主要反应，并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。

2．以AgNO3滴定Cl-为例，简单说明沉淀滴定法中用法扬斯法确定计量点的原理（以荧光黄作指示剂）。

3．用银量法测定下列试样：

（1）BaCl2，

（2）KCl，（3）FeCl3，（4）KSCN，（5）NH4Cl，（6）NaCl+Na2SO4，（7）NaBr，各应选用何种方法确定终点较为合适？

为什么？

4．称取纯的KIOx试样0.5000g，将碘还原成碘化物后，用0.1000mol/L的AgNO3标准溶液滴定，用去23.36mL。

计算分子式中的x。

硝酸银溶液的配制和标定

知识目标：

●掌握沉淀滴定法中以K2CrO4为指示剂判断滴定终点；

●掌握AgNO3标准溶液的配制和标定方法

能力目标：

●能利用基准氯化钠标定硝酸银

一、试剂

AgNO3固体；2．NaCl基准物质；3．K2CrO4溶液5％

二、基本原理

在中性或弱碱性溶液中，以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液进行滴定。

由于AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度，所以，当AgCl定量沉淀后，即生成砖红色的沉淀，表示达到终点，其化学反应式如下：

Ag++Cl-=AgCl↓（白色）

2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓（砖红色）

三、实验步骤

1．0.1mol·L-1AgNO3溶液的配制

在台秤上称取8.5gAgNO3，溶于500mL不含C1-的水中，将溶液转入棕色细口瓶中，置暗处保存，以减缓因见光而分解的作用。

2．0.1mo1·L-1AgNO3溶液的标定

准确称取1.5-1.6gNaCl基准物质于250mL烧杯中，加100mL水溶