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铁矿石中铁含量测定方案

重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量(无汞法)
一、实验目的
1. 掌握重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量的原理和方法;
2. 了解氧化还原指示剂的作用原理和使用方法。

二.原理:
经典的重铬酸钾法测定铁时,每一份试液需加入饱和氯化汞溶液10mL,这样约有480mg 的汞排入下水道,而国家环境部门规定汞的允许排放量是0.05mg·L-1,因此,实验中的排放量是大大超过允许排放量的。

实际上,汞盐沉积在底泥和水质中,造成严重的环境污染,有害于人的健康。

近年来研究了无汞测铁的许多新方法,如新重铬酸钾法,硫酸铈法和EDTA 法等。

本法是新重铬酸钾法。

新重铬酸钾法是在经典的有汞重铬酸钾法的基础上,去掉氯化汞试剂,采用钨酸钠作为
指示剂指示Fe3+还原Fe2+
的方法。

试样用硫-磷混酸溶剂后,先用氯化亚锡还原大部分Fe3+,继而用三氯化钛定量还原剩余部分的Fe3+,当Fe3+定量还原成Fe2+
之后,过量一滴三氯化钛溶液,即可使溶液中作为指示剂的六价钨(无色的磷钨酸)还原为蓝色的五价钨化合物,俗称“钨蓝”,故使溶液呈现蓝色。

滴入重铬酸钾溶液,使钨蓝刚好褪色,以消除少量还原剂的影响。

“钨蓝”的结构式较为复杂
定量还原Fe3+时,不能单用氯化亚锡,因为在此酸度下,氯化亚锡不能很好的还原W(Ⅵ)为W(V),故溶液无明显颜色变化。

采用SnCl2-TiCl3联合还原Fe3+为Fe2+
,过量一滴TiCl3与Na2WO4作用即显示“钨蓝”而指示。

如果单用TiCl3为还原剂也不好,尤其是试样中铁含量高时,则使溶液中引入较多的钛盐,当加水稀释试液时,易出现大量的四价钛沉淀,影响测定。

在无汞测定铁实验中常用SnCl2-TiCl3联合还原,反应式如下:
2Fe3++SnCl42-+2Cl-=2Fe2++SnCl62-
Fe3++Ti3++H2O=Fe2++TiO2++2H+
试液中Fe3+已经被还原为Fe2+,加入二苯胺磺酸钠指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定溶液呈现稳定的紫色即为终点。

三.试剂:
(1) K2Cr2O7标准溶液c(1/6 K2Cr2O7)=0.1000mol·L-1
(2) 硫磷混酸:将200mL浓硫酸缓慢加入到500mL去离子水中,再加入300mL浓磷酸中,充分搅拌均匀,冷却后使用。

(3) 浓HNO3
(4) HCl(1+1)
(5) Na2WO4 25%水溶液:称取25g Na2WO4溶于适量水中(若浑浊则应过滤),加入2~5mL浓H3PO4,加水稀释至100mL。

(6) SnCl2溶液10%:称取10g SnCl2·2H2O溶于40mL浓的热HCl,加水稀释至100mL。

(7) TiCl3 1.5%:量取10mL原瓶装TiCl3溶液,用(1+4)的HCl稀释至100mL。

加入少量石油醚,使之浮在TiC l3溶液的表面上,用以隔绝空气,避免TiCl3氧化。

(8) 二苯胺磺酸钠指示剂0.2%:
四.实验步骤:
(1) K2Cr2O7标准溶液c(1/6 K2Cr2O7)=0.1000mol·L-1的配制:采用固定称量法。

准确称取1.2258g K2Cr2O7于一只干净的小烧杯中,加水溶解,定量转入250mL容量瓶中,加水稀释至刻度,充分摇匀。

(2) 准确称取0.15~0.2g试样置于250mL的锥形瓶中,滴加几滴水润湿样品,摇匀后,加入10mL硫磷混酸(如试样含硫化物高时则同时加入浓硝酸1mL)置于电炉上加热分解试样。

先用小火或低温加热,然后提高温度,加热至冒SO3白烟。

加入10mL(1+1)HCl,此时,试液应该清亮,残渣为白色或浅色时示试样分解完全。

取下锥形瓶稍冷,趁热滴加SnCl2溶液,使大部分的Fe3+还原为Fe2+,此时试液变为浅黄色③
,加入10滴Na2WO4溶液,再用TiCl3溶液滴至呈稳定的蓝色(“钨蓝”30秒内不褪色),再加入80mL去离子水,用K2Cr2O7标准溶液滴至“钨蓝”刚好褪尽(此时不计读数),然后加入5滴二苯胺磺酸钠指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈现稳定的紫色为终点。

计算铁含量。

五.计算:
铁含量的计算:
(Fe)%=(c*v) K2Cr2O7MFe*6*100%/W S*1000
c——K2Cr2O7的浓度
V——K2Cr2O7的体积
MFe——铁的摩尔质量
W S——试样的质量
六.思考题:
1.分解试样时,为什么要加入硫-磷混酸?
2.先用SnCl2 和TiCl3作还原剂的目的是什么?若不慎加入过量的SnCl2 或TiCl3怎么办?3.怎样才能合理的配制SnCl2溶液?如要久置,则应如何配制?
定量化学分析
班级:分析1532小组:第三项目组
组长:胡小平
组员:张维琪鲜梦婷余纤常会杨高春梅。

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