易拉罐组成分析
课程名称：化学教法实验
*名：**
学号：**********
系别：化学系
专业：化学
班级：112班
指导教师：***
实验学期：2013至2014学年第二学期
易拉罐组成分析
姓名：王贝指导教师：张四方
（山西太原师范学院化学系山西太原 030031）
摘要本次设计实验的目的是探究易拉罐的主要成分；掌握定量测定沉淀重量的原理方法和技术；掌握硫氰化铁指示剂的作用原理及正确使用。
巩固全自动电光分析天平、常压过滤、减压过滤的基本操作。
关键词易拉罐，铝，定性，定量
1 引言
随着人们生活水平的提高，对罐装饮料的需求愈来愈大。
由于铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀、易成行、能回收等一系列优点，成为一种理想的制罐材料。
所以，探究易拉罐的主要成分就显得非常重要。
1.1常见易拉罐的合金成分
易拉罐的主要成分是铝、镁、锰、铁等。
可设计适当的实验来进行验证[1]。
1.2常见离子的鉴定方法
①铝既溶于酸，也溶于碱，可用碱来先溶处理后的易拉罐片，铝溶于过量碱后以AlO2-存在于溶液中，再向溶液中加酸，AlO2-变为Al（OH）
3
白色沉淀，酸过量白色沉淀溶解
②Fe3+能与KSCN溶液生成血红色的络合物。
在装有溶解于易拉罐的酸溶液的滤液中，加入稀硝酸，然后加入KSCN溶液。
发生反应：Fe2+-e-=Fe3+ Fe3++SCN-=[Fe （SCN）]2+
③Mn2+在碱性的条件下可与苯胺试剂反应，溶液呈深蓝色；与高碘酸反应溶液变
紫色，发生反应：2Mn2++5H
5IO
6
=2MrO4-(呈紫色)+5IO
3
-+11H-+7H
2
O
④Mg 2+能与镁试剂反应生成白色沉淀。
镁离子遇镁试剂变为紫色。
⑤铜不溶于稀盐酸，但可溶于稀硝酸，溶液为浅蓝色，加碱有蓝色沉淀生成。
或者用焰色反应检验得到铜的颜色为绿色。
2 实验原理
2.1铝的定性分析原理
铝是两性金属。
普通的铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中。
+=+3262AlCl HCl Al ↑23H
()[]↑+=++-
-2423262H OH Al O H OH Al
由金属的性质可知，除铝外，易拉罐中剩余的几种金属均可以溶于稀盐酸和稀硫酸中，但是无法溶解强碱中。
可以依据此原理定性检测易拉罐中存在金属
Al 。
可用碱来先溶处理后的易拉罐片，铝溶于过量碱后以()[]-
4OH Al 存在于溶
液中。
2.2铁的定性分析原理
铁是活泼金属，与稀盐酸生成+2Fe ，+2Fe 可以被稀硝酸氧化为+3Fe ， +
3Fe 能与KSCN 溶液生成血红色的络合物[2]。
由此原理，在装有溶解于易拉罐的酸溶液的滤液中，加入稀硝酸，然后加入KSCN 溶液。
若出现血红色沉淀，可证明易拉罐中有少量金属铁。
2.3易拉罐中铝含量定量分析原理
铝易溶于强碱中，在强碱中生成()[]-
4OH Al 。
查阅书籍可知，一般所谓的
()3OH Al ，实际上32O Al 的水合物。
如在铝盐溶液中加氨水或碱，得到白色胶状
沉淀，其含水量不定，组成也不定，为水合氧化铝。
这种水合氧化铝静置后，可慢慢失水转化为偏氢氧化铝，温度升高转化速度加快。
因此，只有在含有
()[]-4OH Al 的溶液中通入2CO 才能得到真正的()3OH Al 。
反应方程式：
()[]2224=+-
CO OH Al ()O H CO OH Al 223
3++↓-
结晶的氢氧化铝与无定型的水合氢氧化铝不同，它难溶于酸，而且加热到373K 也不脱水，在573K 下加热两小时，才能转变成偏氢氧化铝[3]。
是由此原理，在实验中可以将易拉罐中的铝转化为()[]-
4OH Al ，再通过与二
氧化碳反应生成()3OH Al 进行测量。
由于结晶的()3OH Al 在一定温度下也不发生脱水，因此可通过测量灼烧干燥后32O Al 的质量测定易拉罐中金属铝的含量。
3 实验仪器与药品
烧杯、胶头滴管、漏斗、滤纸、表面皿、铁架台、铁圈、玻璃棒、砂纸、布氏漏斗、抽滤瓶易拉罐、去污粉、2mol/LNaOH溶液、KSCN溶液、3mol/L盐酸溶液、稀硝酸、10%浓氨水
4 实验步骤
4.1实验前处理——易拉罐片表面处理
方法一：将剪好的易拉罐片用砂纸打磨，除去表面的漆和涂料，直至表面光亮为止。
然后用去污粉清洗干净，备用
方法二：将剪好的易拉罐片用酒精浸泡片刻后在酒精灯上灼烧,待小片上的漆变黑后,立即停止灼烧;冷却后,再放入酒精中浸泡,取出后用布将漆擦掉;
直至表面光亮为止，备用
将处理好的易拉罐剪成小细片，使用时称取质量m.
4.2易拉罐瓶身片的溶解
将处理过的易拉罐片用过量的3mol/L HCl溶液溶解，然后向中逐滴加入2mol/L NaOH溶液至过量，过滤，洗涤沉淀，滤液滤渣均留用。
向滤液中逐滴加入3mol/L HCl溶液至过量，待溶液变得澄清后再逐滴加入10%浓氨水至沉淀完全（如何判断沉淀完全：静置片刻后，取上层清液滴加10%浓氨水，若有沉淀生成则未沉淀完全；若无沉淀生成则说明铝离子沉淀完全）。
抽滤得胶状沉淀，洗涤、干燥、准确称取其质量。
向滤渣中加稀硝酸溶解，然后加入少许KSCN溶液，观察溶液颜色变化。
5实验现象
5.1易拉罐罐身溶解
5.2易拉罐成分测定
6 实验结果与讨论
6.1 测定结果
=)(32O Al m g , =)(易拉罐m g
则易拉罐中铝的含量=
323
22O Al O Al Al
m M M ⨯= g 易拉罐中铝的百分数含量=
100%m ⨯易拉罐
易拉罐中铝的含量
m = 本次实验主要的内容是对易拉罐材料合金主要成分的鉴定，通过特征性实验
来鉴别。
在实验之初我们还设计了用不同易拉罐（如罐头鱼的易拉罐、王老吉的易拉罐等）来进行实验。
本次实验我们没有检测出易拉罐中的锰和铜，主要原因是因为这两种元素的含量比较少，而且这两种元素的检测存在着很多干扰，故要有非常明显的现象可能会很难得到的。
参考文献
[1]肖常磊,钱扬义.中学化学实验教学论.北京：化学工业出版社，2007.9.
[2]杨林.废旧铝易拉罐回收及利用情况的分析.中国物资再生：1996.12.
[3]刘雪平,唐力.铝合金易拉罐主要成分探究.化学教学：2005（5）.
Analysis of cans
Name: Wang Bei teachers: Zhang Sifang
(The department of taiyuan shanxi normal university Taiyuan in Shanxi Province 030031).
Abstract Is the purpose of this design experiments, this paper explores the main components of the cans; Mastering the principle of quantitative determination of precipitation weight method and technology; The role of master rhodanide iron indicator principle and used correctly. Consolidate automatic electro-optical analytical balance, the basic operation of atmospheric pressure filtration, decompression filtration.
keywords Cans, aluminum, qualitative and quantitative。