设计性实验
题目：黄铜中铜含量的测定
学院/专业/班级：化学与化工学院能源化学工程一班
小组成员：李博浩、刘培、阿卜杜热黑木、阿不都拉
姓名：实验台号：教师评定：
【实验目的】
1、培养学生的独立思考能力及团队合作能力，
2、提高同学在选择方案时的逻辑思维能力，实践能力。
3、检验学生的滴定操作等基本实验方法的综合素质。
【实验原理】
黄铜是由铜和锌所组成的合金，本次实验样品为已剪成小段的黄铜线，铜含量约65%，锌含量约35%，可能含有少量铁、锰、铅等元素。
铜合金中铜的含量一般采用碘量法测定。
在p H=3～4的弱酸溶液中，C u2+与过量的K I作用：2C u2++4I-=2C u I↓+I2。
析出的I2可以淀粉为指示剂，用N a2S2O3标准溶液滴定：I2+2N a2S2O3-=2I-+S4O62-(连四硫酸根)。
C u2+与I-之间的反应是可逆的，任何引起C u2+浓度减小或引起C u I溶解度增大的因素均使反应不完全，加入过量K I，可使C u2+的还原趋于完全。
但是，C u I沉淀强烈吸附I2，致使结果偏低。
通常的办法是在临近终点时加入硫氰酸盐，将C u I沉淀转化为溶解度更小的C u S C N沉淀，C u S C N沉淀吸附I2倾向小，从而提高分析结果的准确度。
硫氰酸盐应在接近终点时加入，否则S C N-会还原大量存在的I2，致使测定结果偏低。
市售的结晶N a2S2O3·5H2O一般含有S、N a2S O3、N a2C O3、N a2S O4等杂质，而且N a S2O3溶液也不稳定，易分解，如久置空气中会发生反应：S2O32-+C O2+H2O=H S O3-+H C O3-+S↓；2S2O32-+O2=2S O42-+2S↓。
因此要求N a2S2O4的准确浓度需用基准物标定。
K2C r2O7是常用的基准物质，其与K I作用析出I2：C r O2-+6I-+14H+=2C r3++7HO+3I2。
析出的I2用欲标定的N a2S2O3溶液滴定，根据N a2S2O3与I2反应的定量关系，可求出N a2S2O3准确浓度。
黄铜可以用H N O3或H C l+H2O2溶解，得到的溶液中可能含有的F e3+也能氧化I-，干扰C u2+的测定。
因此，加入N H4H F2一方面可以调节酸度，一方面消除F e3+的影响，F e3+转化为F e3F63-失去了氧化I-的能力。
溶液的p H值应控制在3.2～4.0之间。
酸度过低，C u2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则I-被空气中的氧氧化为I2（C u2+催化此反应），使结果偏高。
【仪器与试剂】
仪器：50m L、250m L、500m L烧杯各一个，锥形瓶三个，碘量瓶三个，250m L容量瓶一个，25m L移液管一个，洗耳球一个，10m L、100m L量筒各一个。
试剂：H C l（6m o l/L）、H2S O4（3m o l/L）、1:1氨水、30%过氧化氢、K2C r2O7基准物、N a2S2O3·5H2O固体、N a2S2O3固体、100g/L K I溶液、冰醋酸、N H4H F2固体、K S C N固体、5g/L淀粉溶液。
【实验步骤】
1、N a2S2O3标定
K2C r2O7标准溶液(0.01667m o l/L)的配制(两人共用一份)：准确称取约1.226g固体K2C r2O7于小烧杯中，加入适量水，搅拌至完全溶解后，定量转移至250m L容量瓶中，用
水定容。
0.1m o l/L N a2S2O3标准溶液的配制：准确称取约6.2g N a2S2O3·5H2O于中烧杯中，用250m L蒸馏水溶解，搅拌溶解后转移至试剂瓶中。
移取25.00m L K2C r2O7标准溶液于250m L碘量瓶中，加入15m L100g/L的K I溶液和10m L3m o l/L的H2S O4溶液，盖好瓶塞摇匀后在暗处放置约10m i n。
加入100m L水稀释后，用N a2S2O3标准溶液滴定至浅黄绿色，然后加入2m L5g/L的淀粉溶液，继续滴定至溶液突变为亮蓝绿色为终点。
记录所消耗的N a2S2O3标准溶液的体积(约25m L)，并根据相关数据计算所配制的N a2S2O3溶液的准确浓度。
平行标定三次，相对平均偏差应小于或等于0.5m L，以平均浓度作为所配N a2S2O3标准溶液的浓度。
2、黄铜的溶解
配制20%N H4H F2缓冲溶液：称取7.5g N H4H F2固体于小烧杯中，加入30m L蒸馏水溶解。
配置1：1H A c缓冲溶液：量取20m L冰醋酸于小烧杯中，加入20m L蒸馏水溶解。
分别准确称取黄铜试样0.20~0.30g三份，分别置于编号1、2、3号锥形瓶瓶，分别加入5m L6m o l/L H C I溶液，滴加约2m L30%H2O2，等待黄铜试样溶解完全，在加热板上加热煮沸1~2m i n使H2O2完全分解(不再有气泡产生)，然后静置冷却。
分别取1、2、3号瓶加入30m L蒸馏水，取1:1氨水边滴边摇直到溶液中刚刚产生稳定的蓝色氢氧化铜沉淀，加入6m L N H4H F2缓冲溶液，加入8m L1:1H A c缓冲液，摇晃均匀。
3、铜离子浓度的测定
配制100g/L的K S C N溶液：称取3g K S C N固体于小烧杯中，加入30m L蒸馏水溶解。
取1号瓶加入15m L100g/L的K I溶液后快速摇匀，并立刻用配置好的N a2S2O3标准溶液滴定，滴定至溶液由棕黄色变为稻黄色后(约15~25m L)，再加2m L5g/L淀粉指示剂；滴定至蓝色消失，再加入5m L100g/L的K S C N溶液，继续滴定至蓝色消失，此时终点颜色呈现灰白色或者肉色。
平行滴定2、3号瓶。
记录所消耗的N a2S2O3标准溶液的体积(约20~30m L)。
注意事项：
1、滴定需在弱酸或中性溶液中进行，有效酸度以0.2~0.4m o l/L为宜。
溶液酸性过强N a2S2O3易分解，I-易被O2氧化；溶液碱性过强N a2S2O3与I2会发生副反应，I2会发生岐化。
2、为了防止I2的挥发，应加入过量K I(3~4倍)，并在碘量瓶中进行反应；为了防止I2的氧化，应将碘量瓶置暗处，避免日光照射。
3、加入100m L水稀释目的：降低C r3+浓度，便于终点的观察；降低溶液酸度，减慢I-被空气氧化速度，缓解N a2S2O3分解。
4、为了抑制I2挥发及氧化，所有滴定操作应该在开始阶段快滴慢摇。
【数据记录及处理】
标准溶液的配置
m K2C r2O7
V K2C r2O7
c K2C r2O7
c K2C r2O7=M K2C r2O7=
N a2S2O3溶液的配置与标定
称取g N a2S2O3于m L水中。
碘量瓶编号
123数据记录与计算
c K2C r2O7
V K2C r2O7
V N a2S2O3
c N a2S2O3
c N a2S2O3
相对偏差d/%
平均相对偏差d/%
c N a2S2O3=M N a2S2O3=
铜含量的测定
锥形瓶编号
123数据记录与计算
c N a2S2O3
m C u
V N a2S2O3
w C u
w C u
相对偏差d/%
平均相对偏差d/%
w C u=M C u=。