一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握基準(zhǔn)物K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制方法。

2. 了解鐵礦石的溶解方法。

3. 理解甲基橙既是氧化劑又是指示劑的原理與條件。

4.掌握K2Cr2O7法測(cè)全鐵量的原理和方法。

5. 學(xué)習(xí)二苯胺磺酸鈉的使用原理

二、 實(shí)驗(yàn)原理

1. 鐵礦石的溶解方法

鐵礦石的溶解方法是根據(jù)鐵礦石的組成來(lái)決定的。 例如， 含硅酸鹽用氟化物助溶； 磁鐵礦用二氯化錫助溶；含硫或有機(jī)物先灼燒（550℃～600℃） 去掉S和C（SO2↑、CO2↑）后， 再用HCl溶解； 還有堿熔融法等。 本實(shí)驗(yàn)所用的鐵礦石用濃HCl溶解， 基本上可以完全溶解。

溶解過(guò)程溫度應(yīng)保持80℃～90℃。若溫度低，則溶解慢，溶不完；若溫度高，F(xiàn)e Cl3有所揮發(fā)。

2. 試樣的預(yù)處理

①Fe（Ⅲ） 的還原：用濃HCl溶液分解鐵礦石后， 在熱HCl溶液中， 以甲基橙為指示劑，用Sn Cl2將Fe3＋還原至Fe2＋，并過(guò)量1滴（只能過(guò)量1～2滴）。經(jīng)典方法是用Hg Cl2氧化過(guò)量的Sn Cl2，除去Sn2＋的干擾，但Hg Cl2造成環(huán)境污染。本實(shí)驗(yàn)采用無(wú)汞定鐵法，還原反應(yīng)為

②除去過(guò)量的Sn Cl2－4：Sn Cl2－4消耗Cr2O2－7，所以必須除去。使用甲基橙可指示Sn Cl2還原Fe3＋，這是因?yàn)镾n2＋將Fe3＋還原完后，過(guò)量的Sn2＋可將甲基橙還原為氫化甲基橙而褪色，指示了還原的終點(diǎn)，剩余的Sn2＋還能繼續(xù)使氫化甲基橙還原成N，N－二甲基對(duì)苯二胺和對(duì)氨基苯磺酸鈉， 反應(yīng)為：

以上反應(yīng)是不可逆的， 不但除去了過(guò)量的Sn2＋， 而且甲基橙的還原產(chǎn)物不消耗K2Cr2O7。

③預(yù)處理的條件。

a.溶液溫度應(yīng)控制在60℃～90℃，若溫度低，則Sn Cl2先還原甲基橙，終點(diǎn)無(wú)法指示，且還原Fe3＋速度慢，不徹底；若溫度高，F(xiàn)e Cl3有所揮發(fā)。

b.HCl濃度應(yīng)控制在4mol／L，若大于6mol／L，Sn2＋會(huì)先將甲基橙還原為無(wú)色，無(wú)法指示Fe3＋的還原反應(yīng)；HCl溶液濃度低于2mol／L，則甲基橙褪色緩慢。

3. 重鉻酸鉀法測(cè)定全鐵含量

①滴定反應(yīng)為：

②滴定反應(yīng)的幾點(diǎn)說(shuō)明：

a. 滴定突躍范圍為0.93～1.34V；

b. 二苯胺磺酸鈉指示劑的條件電位為0.85V；

c.反應(yīng)需加入H3PO4，使滴定生成的Fe3＋生成［Fe（HPO4）］2－，降低Fe3＋的濃度，因而降低了Fe3＋／Fe2＋電對(duì)的電位，使反應(yīng)的突躍范圍變成0.71～1.34V，指示劑可以在此范圍內(nèi)變色；同時(shí)消除了［Fe Cl4］－的黃色對(duì)終點(diǎn)觀察的干擾。

d.室溫下，Cr2O2－7 不氧化Cl－，但高溫或c（HCl） 大時(shí)，Cr2O72－部分氧化Cl－，故用H2SO4做酸性介質(zhì)。

4.K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

K2Cr2O7化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，組成和化學(xué)式一致，易提純且分子相對(duì)質(zhì)量較大，可做基準(zhǔn)試劑，因此K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液可直接配制。

三、 主要試劑和儀器

1. 儀器

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用儀器、 烘干箱、 稱量瓶、 電子天平、 干燥器、 電熱板等。

2. 試劑

Sn Cl2（50g／L）、甲基橙（1g／L）、H2SO4－H3PO4混酸、二苯胺磺酸鈉（2g／L）、基準(zhǔn)級(jí)K2Cr2O7。

四、 實(shí)驗(yàn)步驟

1.K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

差減法稱K2Cr2O71.25g于燒杯中，用水溶解，并定量轉(zhuǎn)移至250m L容量瓶中，定容；計(jì)算K2Cr2O7的濃度（剩余的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液留以后用）。

2. 鐵礦石中全鐵含量的測(cè)定

①試樣制備： 準(zhǔn)確稱取鐵礦石粉1.0～1.5g（三份） 于250m L燒杯中； 用少量水潤(rùn)濕，加入20m L濃HCl溶液， 蓋上小表面皿， 在通風(fēng)柜中用電熱板低溫加熱分解試樣， （若有帶色不溶殘?jiān)?，可滴?0～30滴100g／LSn Cl2助溶） 直至溶完（剩白色的Si O2）；試樣分解完全時(shí)， 用少量水吹洗表面皿及錐形瓶壁， 冷卻后轉(zhuǎn)移至250m L容量瓶中， 定容。

②試樣的預(yù)處理： 移取25.00m L試液于錐形瓶中， 加8m L濃HCl溶液， 電熱板上低溫加熱至近沸，加入6滴甲基橙，趁熱邊搖動(dòng)錐形瓶邊逐滴加入50g／LSn Cl2還原Fe3＋（先快后慢），溶液由橙變紅（慢滴，搖！），至溶液變?yōu)榉奂t色時(shí)停止滴加Sn Cl2，搖幾下粉色褪去； 立即用流水冷卻， 加50m L蒸餾水。

③滴定： 加20m L硫磷混酸、4滴二苯胺磺酸鈉， 立即 （加酸后， 馬上開(kāi)始滴， 酸中Fe2＋極易被空氣氧化）用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到穩(wěn)定的紫色為終點(diǎn)；平行測(cè)定3次，計(jì)算礦石中鐵的含量 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

五、 數(shù)據(jù)記錄與處理 （表4.14）

表4.14 數(shù)據(jù)記錄

六、 思考題

1.K2Cr2O7為什么可以直接稱量配制準(zhǔn)確濃度的溶液？

2. 分解鐵礦石時(shí)， 為什么要在低溫下進(jìn)行？ 如果加熱至沸， 會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生什么影響？

3.Sn Cl2還原Fe3＋的條件是什么？怎樣控制Sn Cl2不過(guò)量？