易拉罐组成分析

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