综合实验讲义编写：李雅丽王香爱郭佰凯祝保林李吉锋化学与材料学院二零一六年六月目录综合实验一四氧化三铅组成的测定综合实验二锌钡白的制备综合实验三己二酸的绿色合成及表征综合实验四乙酰二茂铁的合成及分离综合实验五富平合儿柿饼中铁、锌含量的测定综合实验六煤中全硫的测定方法（工业分析）综合实验七表面活性剂特征参数的测定综合实验八几种农作物秸秆热值的测定综合实验一四氧化三铅组成的测定一实验目的1练习称量、加热、溶解、过滤等基本操作；2练习碘量法操作、练习EDTA测定溶液中的金属离子；3掌握一种测定Pb3O4的组成的方法。
二实验原理Pb3O4为红色粉末状固体，俗称铅丹或红丹。
该物质为混合价态氧化物，其化学式可以写成2PbO﹒PbO2,即式中氧化数为+2的Pb占2/3，而氧化数为+4的Pb占1/3。
但根据其结构，Pb3O4应为铅酸盐Pb2PbO4。
Pb3O4与HNO3反应时，由于PbO2的生成，固体的颜色很快从红色变为棕黑色：Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb（NO3）2+2H2O很多金属离子均能与多齿配体EDTA以1：1的比例生成稳定的螯合物，以+2价金属离子M2+为例，其反应如下：M2++EDTA4-=MEDTA2-因此，只要控制溶液的PH,选用适当的指示剂，就可以用EDTA标准溶液，对溶液中的特定金属子进行定量测定。
本实验中Pb3O4经HNO3作用分解后生成的Pb2+，可用六亚甲基四胺控制溶液的pH为5～6，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准液进行测定。
PbO2是种很强的氧化剂，在酸性溶液中，它能定量的氧化溶液中的I-PbO2+4I-+4HAc=PbI2+I2+2H2O+4Ac-从而可用碘量法来测定所生成的PbO2.三实验用品仪器：分析天平、台秤、称量瓶、干燥器、量筒（10mL，100mL）、烧杯（50mL）、锥形瓶（250mL）、漏斗、酸式滴定管（50mL）、碱式滴定管（50mL）、洗瓶、滤纸、PH试纸试剂:四氧化三铅（A.R.）、碘化钾（A.R.）、HNO3（6molL·L-1）、EDTA 标准溶液（0.02mol·L-1）Na2S2O3标准溶液（0.02mol·L-1）、NaAc－HAc（1:1）混合液、NH3·H2O（1:1）六亚甲基四胺（20%）、淀粉（2%），四实验步骤1 Pb3O4的分解用差量法准确称取干燥的Pb3O4 0.5g,置于50ml的小烧杯中同时加入2mL6mol·L-1HNO3溶液，用玻璃棒搅拌，使之充分反应，可以看到红色的Pb3O4很快变为棕黑色的PbO2.接着过滤将反应产物进行固体分离，用蒸馏水少量多次洗涤固体，保留滤液及固体供下面使用。
2 PbO含量的测定把上述滤液全部转入锥形瓶中，加入4～6滴二甲酚橙指示剂，逐滴加入1：1大的氨水，至溶液由黄色变为橙色，再加入20%的六亚甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色（或橙红色），再过量5mL，此时溶液pH为5～6，然后以EDTA标准液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时，即为终点。
记下所消耗的EDTA溶液体积。
3 PbO2含量的测定将上述固体PbO2连同滤纸一并置于另一锥形瓶中，往其中加入30mLHAc与NaAc混合液,再向其中加入0.8g固体KI，摇动锥形瓶，让PbO2全部反应而溶解，此时溶液呈透明棕色。
Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时，加入1mL2%淀粉液，继续滴定至溶液蓝色刚好褪去为止，记下所用去的Na2S2O3溶液的体积。
五备注标准溶液的配制和标定1 0.02 mol·L-1EDTA标准溶液配制和标定EDTA难溶于水，22℃时其溶解度为0.02g/100mL（约为0.005mol·L-1），通常使用其二钠盐配制标准溶液。
乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为11.1g/100mL(22℃)，可以配成浓度为0.3mol·L-1以上的溶液，其水溶液的pH＝4.4，通常采用间接法配制标准溶液。
（1）配制0.02mol·L-1EDTA溶液用台秤称取2.0 g乙二胺四乙酸二钠盐（Na2H2Y·2H2O）于200 mL温热水中，溶解，稀释至250 mL，摇匀。
长期放置时，应贮存于聚乙烯瓶中。
（2）配制0.020 mol·L-1Zn2+标准溶液准确称取ZnSO4·7H2O 1.2～1.5 g于250 mL烧杯中，加入100mL水溶解后，定量转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算其标准溶液的准确浓度。
（3）EDTA溶液浓度的标定用移液管移取25.00 mL锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加入2mL1:5HCl及15mL20%六次甲基四胺缓冲溶液，加1～2滴0.2％二甲酚橙指示剂，用EDTA 滴定至溶液由紫红色变为亮黄色，即为终点。
记录所消耗的EDTA体积。
平行滴定三次。
计算EDTA的准确浓度。
2 0.05 mol·L-1Na2S2O3标准溶液配制和标定固体试剂Na2S2O3·5H2O通常含有一些杂质，且易风化和潮解，因此，Na2S2O3标准溶液采用标定法配制。
通常采用K2Cr2O7作为基准物，以淀粉为指示剂，用间接碘量法标定Na2S2O3溶液。
因为K2Cr2O7与Na2S2O3的反应产物有多种，不能按确定的反应式进行，故不能用K2Cr2O7直接滴定Na2S2O3，而应先使K2Cr2O7与过量的KI反应,析出与K2Cr2O7计量相当的I2，再用Na2S2O3溶液滴定I2，Cr2O72-与I-的反应速度较慢，为了加快反应速度，可控制溶液酸度为0.2～0.4mol·L-1，同时加入过量的KI，并在暗处放置一定时间，但在滴定前须将溶液稀释以降低酸度，以防止Na2S2O3在滴定过程中遇强酸而分解。
（1）0.05 mol·L-1Na2S2O3溶液称取6.5g Na2S2O3·5H2O，溶于500mL新煮沸的冷蒸馏水中，加0.1g Na2CO3，保存于棕色瓶中，放置一周后进行标定。
（2）配制K2Cr2O7标准溶液准确称取在140～150℃下烘干2 h的基准试剂K2Cr2O7约0.7 g于烧杯中，加适量水溶解后定量移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算其准确浓度。
（3）Na2S2O3溶液的标定用移液管吸取25 mL K2Cr2O7标准溶液于250 mL锥形瓶中，加6mL6mo1/L HCl，加入1g固体KI，摇匀后盖上表面皿，于暗处放置5min。
用100mL水稀释，用Na2S2O3溶液滴定至浅黄绿色后加入2 mL淀粉指示剂，继续滴定至溶液蓝色消失并变为绿色即为终点。
平行测定3次。
六实验数据及处理1 EDTA的滴定表1 EDTA的滴定次数1 2 3项目V(Zn2+)/mLC(Zn2+)/mol·L-1V(EDTA)终读数/mLV(EDTA)初读数/mLV(EDTA)/mLC(EDTA) mol·L-1平均C(EDTA) mol·L-12 Na2S2O3滴定表2 Na2S2O3的滴定次数1 2 3项目V(K2Cr2O7)/mLC(K2Cr2O7)/mol·L-1V(Na2S2O3)终读数/mLV(Na2S2O3)初读数/mLV Na2S2O3)/mLC(Na2S2O3) mol·L-1平均C(Na2S2O3) mol·L-13 Pb3O4的分解表3 Pb3O4的分解药品Pb3O4/g HNO3/6mol·L-1用量4 PbO含量的测定表4 PbO含量的测定药品二甲酚橙1:1的氨水六亚甲基四胺EDTA/mL 用量或现象5 PbO2含量的测定表5 PbO2含量的测定药品HAc NaAc混合液KI（s）2%淀粉液Na2S2O3用量6 计算由上述实验计算出试样中+2 价铅与+4 价铅的摩尔比，以及Pb3O4在试样中的质量分数。
本实验要求，+2价铅与+4价铅摩尔比为2 ±0.05，Pb3O4在试样中的质量分数应大于或等于95%方为合格。
七思考题1 从实验结果，分析产生误差原因。
2 能否加其他酸如H2SO4或HCl溶液使Pb3O4分解，为什么？3.PbO2氧化I-需要在酸性介质中进行，能否加HNO3或HCL溶液代替HAC，为什么？综合实验二锌钡白的制备一实验目的(1) 掌握制备锌钡白的原理与方法；(2) 练习过滤、蒸发、结晶等基本操作。
二实验原理锌钡白(俗称立德粉)是由近似等物质的量的BaSO4和ZnS 共沉淀所形成的混合晶体，不溶于水，与硫化氢和碱液不起作用，遇酸分解放出硫化氢气体，耐热性好，遮盖力比氧化锌强，但比钛白粉差，用于制造涂料、油墨、水彩、油画颜料。
还用于造纸、皮革、搪瓷、塑料、橡胶制品等。
工业上，将煤粉与重晶石(BaSO4)混合，在高温下熔烧得BaS 熔块：BaSO4 + 4C==BaS + 4CO（1173~1273K）(1) 焙烧产物中主要含BaS，另外还含有碳粒和少量未反应的BaSO4，打碎后用热水浸泡，过滤得BaS溶液。
将工业硫酸与氧化锌矿或工业氧化锌反应制得ZnSO4溶液：ZnO+H2SO4 == ZnSO4 +H2O (2) 由于工业氧化锌中含有铁、镍、镁、镉和锰的氧化物等杂质，它们同时生成FeSO4、NiSO4、MgSO4、CdSO4、MnSO4等，在硫酸锌和硫化钡反应生成锌钡白时，这些杂质离子除镁外都将生成有色的硫化物而影响产品色泽，当反应体系pH 值较高时，Mg2+也将以Mg(OH)2形式沉淀出来进入产品中，降低产品锌钡白总量。
同时，平衡上述杂质阳离子电荷的阴离子是硫酸根离子，可导致体系中硫酸根离子比计量的多，锌离子比计量的少，故产品中锌含量减少，达不到国家标准规定的硫酸锌含量要求，因此，上述ZnSO4溶液必须经过除杂处理。
Cd2+和Ni2+等重金属离子可用较活泼金属Zn粉置换除去，Mn2+和Fe2+离子在中性或弱酸性溶液中可被KMnO4氧化转变为氧化物或氢氧化物沉淀而除去：2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O == 2H2SO4 + K2SO4 + 5MnO2(3) 2KMnO4 + 6FeSO4 +14H2O == 2MnO2 + 6Fe(OH)3 + 5H2SO4 + K2SO4(4) 在溶液中加入少许ZnO，控制溶液的pH值，可使杂质离子沉淀完全，过滤，得较纯的硫酸锌溶液备用。
再用精制的ZnSO4与BaS溶液按一定比例混合，即得白色锌钡白沉淀。
三实验用品烧杯(250mL，100mL)，普通漏斗，布氏漏斗，抽滤瓶，研钵。
丁二酮肟，镉试剂(0.02％)，KOH(2mol・L-1)，BaS(s)，邻二氮菲(0.5％)，粗ZnO,NaBiO3(s)，锌粉，ZnO(纯)，H2SO4(浓，2mol・L-1)，HNO3(浓)，KI(10%)，KMnO4(0·01mol・L-1)，KCNS(饱和)，甲醛，滤纸，pH试纸。