铁矿中铁含量的测定

铁矿中铁含量的测定铁矿中铁含量的测定指导教师：吴明君摘要:本实验运用了改进的重铬酸钾法测定铁的原理，首先是试样用盐酸加热分解, 让有铁的氧化物及硅酸盐都变成氧化铁进入溶液中。

先用氯化亚锡将大部分三价铁离子还原成二价铁, 以钨酸钠为指示剂, 用三氯化钛将剩余的三价铁还原成二价铁至生成/ 钨蓝, 再用重铬酸钾标准溶液氧化至蓝色消失, 加入硫磷混合酸，以二苯胺磺酸钠为指示剂, 用重铬酸钾标准液滴定。

用SnCl2- TiCl3- K2Cr2O7 滴定分析法测得铁矿石中铁含量为(21.73±1.35)%。

关键词:重铬酸钾法、、铁矿石In the iron mine the assaying of iron contentChemical biology class Zeyu Wang 20122982Instructor: Wu MingjunAbstract: This experiment made use of potassium dichromate method to measurese ferrous principle . First of all, ferric ions was reduced toferrous iron by the stannous chloride, other ferric iron was reduced to ferrous iron by titanium trichloride to generate / tungsten blue0 with sodium tungstate as the indicator . Next, the solution was titratedby potassium dichromate standard solution until the blue was disappeared. After adding mixed acid, the solution was titrated by potassium dichromate standard solution with dipheny lamine sulfonante as indicator.Finally get, in iron content for (21.73±1.35)%.Key words: potassium dichromate method scraps iron综述：铁矿的主要成分是Fe2O3·xH2O。

对铁矿来说，盐酸是很好的溶剂，溶解后生成的Fe3+离子，必须用还原剂将它预先还原，才能用氧化剂K2Cr2O7溶液滴定。

重铬酸钾法是测铁的国家标准方法。

在测定合金、矿石、金属盐及硅酸盐等的含铁量时具有很大实用价值。

经典的K2Cr2O7法测定铁时，用SnCl2作预还原剂，多余的SnCl2用HgCl2除去，然后用K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+离子。

这种方法操作简便，结果准确。

但是HgCl2有剧毒，造成严重的环境污染，近年来推广采用各种不同汞盐的测定铁的方法。

本实验采用的是SnCl2-TiCl3联合还原铁的无汞测铁方法，即先采用SnCl2将大部分Fe3+离子还原，以钨酸钠为指示剂，再用TiCl3溶液还原剩余的Fe3+离子，其反应式如下:2Fe3++ SnCl42- + 2Cl- = 2 Fe2+ + SnCl62-Fe3++ Ti3+ + H2O = Fe2+ + TiO2+ + 2H+过量的TiCl3使钨酸钠还原为钨蓝，然后用K2Cr2O7溶液使钨蓝褪色，以消除过量还原剂TiCl3的影响。

最后以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+离子。

6 Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ +7 H2O由于滴定过程中生成黄色的Fe3+离子，影响终点的正确判断，故加入H3PO4，使之与Fe3+离子结合成无色的[Fe(PO4)2]3-配离子，消除Fe3+离子的黄色影响。

H3PO4的加入还可以降低溶液中Fe3+离子的浓度，从而降低Fe3+/ Fe2+电对的电极电位，使滴定突跃范围增大，用二苯胺磺酸钠指示剂能清楚正确地指示终点。

K2Cr2O7标准溶液可以用于干燥后的固体K2Cr2O7直接配制。

1、实验部分1.1仪器与试剂60 g·L-1SnCl2溶液：称取6 g SnCl2·2H2O溶于20 mL热浓盐酸中，加水稀释至100 mL。

硫磷混酸：将200 mL浓硫酸在搅拌下缓慢注入500 mL水中，冷却后加入300 mL浓磷酸，混匀。

250 g·L-1Na2WO4溶液：称取25 gNa2WO4溶于适量水中（若浑浊应过滤），加5 mL浓磷酸，加水稀释至100 mL。

(1+19）TiCl3溶液：取TiCl3溶液（15%~20%），用1+9盐酸稀释20倍，加一层液体石蜡保护。

2 g·L-1二苯胺磺酸钠溶液浓盐酸:实验时应稀释至6mol/L0.008 mol·L-1K2Cr2O7标准溶液：按计算量称取150℃烘了1 h的K2Cr2O7（AR或基准试剂），溶于水，移入1000 mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。

计算出K2Cr2O7标准溶液的准确浓度（mol·L-1）。

铁矿石试样：先将矿样置入破碎机中, 再将破碎好的原矿样用制样机进行细致研磨。

1.2实验方法和步骤1、0.008 mol·L-1 K2C2O7标准溶液的配制在分析天平上称取约0.5888g K2Cr2O7基准物质置于烧杯中，加入一定量的蒸馏水使其溶解，溶解后将溶液转入250mL容量瓶中，定容，摇匀，置于一旁待用。

2、铁屑中铁含量的测定在分析天平上准确称取0.15~0.20g（称准至0.0002g）铁矿石试样，置于250mL锥形瓶中，加几滴蒸馏水润湿样品，再加入10-20mL浓盐酸，低温加热10~20min，使铁矿石充分溶解，然后滴加60g/L SnCl2溶液至呈浅黄色，继续加热10-20min（此时体积约为10mL）至剩余残渣为白色或浅色时表示溶解完全。

调整溶液体积至150-200mL（实际操作时应小于150mL），加入15滴250 g/LNa2WO4溶液，用（1+19）TiCl3溶液滴至溶液呈蓝色，再滴加K2Cr2O7标准溶液至无色（不计读数），迅速加入10mL硫磷混酸溶液和5滴2g/L二苯胺磺酸钠指示剂，立即用K2Cr2O7标准溶液滴定至呈稳定的紫色。

根据滴定结果，计算铁矿中用Fe及Fe2O3表示的铁的质量分数。

2、实验数据记录与处理表1 铁矿石中铁含量的测定实验中数据记录Table 1 The data in the measurement experiment of iron ore content records in iron scraps19.19 19.59 19.6119.9119.9820.11可疑值为19.19用Q 检验法进行检验：Q=（19.59—19.19）/（20.11—19.19）=0.43 由Q 值表可知当置信度为90%时，Q 均小于Q 表。

故数据应保留。

S=1n 2^X X n1i —）—（∑==52^n1i ∑=）—（ωω=3.4×10-3RSD=XS×100%=1.7% 由t 值查表得置信度为90%、自由度为6时t=1.94，由得到铁矿石中铁含量为(21.73±1.35)%3、结果与讨论3.1溶解样品时，温度不能太高，不应沸腾，必须盖上表面皿，以防止FeCl2挥发或溶液溅出，溶样时如酸挥发太多，应适当补加盐酸，使最后定溶液中的盐酸量不少于10mL 。

3.2 硫磷混酸在滴定过程中的作用3.2.1 具有强酸性，其中H 3PO 4有一定的配位能力。

由于滴定过程中生成黄色的Fe 2+离子，影响终点的正确判断，故加入H 3PO 4，使之与Fe 3+离子结合合成无色的结果[Fe(PO 4)2]3+配离子，消除了Fe 3+离子的黄色影响。

H 3PO 4的加入还可以降低溶液中Fe 3+离子的浓度，从而降低Fe 3+/Fe 2+电对的电极电位，使滴定突跃范围增大，用二苯胺磺酸钠指示剂能清楚正确地指示终点。

3.2.2 在酸性溶液中，Fe 2+易被氧化，故加入硫一磷混酸后应立即滴定，一般还原后，二十分钟以内进行滴定，重现性良好。

3.3加入SnCl 2的量对测定结果的影响当其他测定条件一定时, 改变加入SnCl 2 的量对测定结果产生影响。

实验结果表明当SnCl 2 用量不足时, 溶液中剩余的Fe 3+需要大量TiCl 3来还原, 溶液中引入较多的钛, 当用水稀释时常出现大量四价钛盐沉淀, 使测定结果偏低; 若SnCl 2 过量, 加入Na 2WO 4 后,即会出现不稳定的“钨蓝”, 再边摇动边滴加（1+19）TiCl 3至溶液刚刚呈现钨蓝则对后面的操作带来不利, 使测定结果偏高且重现性不好。

3.4铁矿石的采集铁矿石属于固体试样。

由于固体物料的成分不均匀，因此应按一定方式选取不同地点进行采样，以保证所采试样的代表性。

平均试样采集取量与试样的平均度、粒度、易破碎度有关。

根据经验，可按切乔特公式估算，即Q≥Kd2。

式中Q为采集平均试样的最小质量（kg）；d为试样中最大颗粒直径（mm）；K为反映物料特性的缩分系数，因物料种类和性质不同而异，它由各部门根据经验拟定，通常在0.05-1之间。

常用的手工缩分方法是四分法。

4.致谢:本次试验衷心的感谢吴明君老师的精心指导。

5.参考文献[1]、《分析化学实验（第三版）》，四川大学化工学院、浙江大学化学系编，高等教育出版社[2]、《无机及分析化学实验》，王仁国主编，中国农业出版社。