实验4_铁矿石中铁含量的测定

实验四 K 2Cr 2O 7法测定铁矿石中铁的含量
预习：
1、查出氧化还原指示剂-二苯胺磺酸钠-的条件电势及颜色变化。

2、样品预处理的目的和方法。

3、重铬酸钾法测定铁矿石中铁含量的原理和方法。

一、实验目的：
1、掌握重铬酸钾法测定铁矿石中铁含量的原理和方法；
2、学习用酸分解矿石试样的方法和氧化还原指示剂的应用；
3、了解预氧化还原的目的和方法。

二、方法原理：
铁矿石的种类主要有磁铁矿（Fe 3O 4）、赤铁矿（Fe 2O 3）和菱铁矿（FeCO 3）等。

盐酸在加热的条件下分解，在此介质中，用SnCl 2将Fe 3＋ 还原成Fe 2＋，过量的SnCl 2用HgCl 2氧化除去，生成白色丝状Hg 2Cl 2沉淀。

然后在H 2SO 4—H 3PO 4混酸介质中，用K 2Cr 2O 7标准溶液滴定至紫色为终点。

主要反应是：
2FeCl 4－＋SnCl 42－＋2Cl －
2FeCl 42－＋SnCl 62－ SnCl 42－＋2HgCl 2SnCl 62－＋Hg 2Cl 2↓（白色丝状）
6Fe 2＋＋Cr 2O 72－＋14H ＋
6Fe 3＋＋2Cr 3＋＋7H 2O
指示剂：二苯胺磺酸钠 无色到紫色 （ 经过灰绿色） 可由下式计算：
2276()100%K Cr O Fe
Fe CV M m ω=
⨯样品
式中M Fe —铁原子的摩尔质量(55.85 g/mol)。

三、实验注意问题： 1、Fe 3+还原条件的控制：
A ．试样溶液不要过分稀释，酸度要高，以避免水解。

用SnCl 2还原Fe 3+时，应注意
B ．溶液温度应不低于60℃，否则还原反应进行太慢，黄色退去不容易观察，使SnCl 2过量太多，在下步中不容易完全除去。

C ．SnCl 2加入量要适量，必须慢滴多搅，当溶液从棕黄
黄
无色，
说明已还原完全，再多加1~2滴。

如加HgCl 2后得到带灰色的白色沉淀，则需
重做（Hg 2Cl 2+SnCl 2=2Hg↓+SnCl 4）。

D ．预处理一份试液立即滴定一份，不能同时预处理几份后再分别滴定。

（为什么？）
2、在热溶液中，Hg 2+可能氧化Fe 2+引起误差，故在加入HgCl 2前，溶液应冷却至室温。

但溶液自然冷却，长时间防置过程中部分Fe 2+可能被空气中的氧气氧化，故应用冷水迅速冷却。

3、二苯胺磺酸钠也要消耗一定K 2Cr 2O 7，故不能多加。

4、实验完毕溶液及剩余K 2Cr 2O 7倒入指定废液缸中统一处理，以免污染环境。

四、实验步骤
1、0.017 mol/L K 2Cr 2O 7标准溶液的配制
精确称取已在150～180°C 烘干2h,放在干燥器中冷却至室温的K 2Cr 2O 7 1.2～1.3 g （精确至0.0001g ），于烧杯中，加蒸馏水溶解后，定容至250mL 。

227227
227227
1000/K Cr O K Cr O K Cr O K Cr O m M C V =
式中M K2Cr2O7—重铬酸钾的摩尔质量(294.18 g/mol)。

2、试样的分解
3、Fe 3+ 的还原
4、过量SnCl 2的除去
5、滴定
平行测定三份）。

体积滴定至稳定紫色，消耗滴二苯胺磺酸钠
磷混酸
硫加水稀释至分钟放置白色丝状沉淀
立刻一次性加入流水迅速冷却除去过量滴
黄色消失再过量趁热滴加还原加热近沸壁少量水吹洗表面皿和瓶加热溶解盖上表面皿
浓少量水润湿锥形瓶铁矿样准确称取.(V C K 6515150535H %5S 2S %10F H 1025030.025.07222223mL O r mL mL mL
gCl nCl nCl e Cl mL mL g →→--→→
→→-→→
→→→→
→→→→→→
→→→→-+
四、数据记录与处理 1、K 2Cr 2O 7标准溶液的配制
2、铁矿石中铁的测定
1．K 2Cr 2O 7法测定铁含量时，滴定前为什么要加入H 3PO 4？加入H 3PO 4后，为什么要立即滴定？
，滴定突跃增大。

，降低了生成无色稳定的使++-+23/243)()1(Fe Fe E HPO Fe Fe 使化学计量点附近的电位突跃增大，提高滴定的准确度。

2．为什么SnCl 2溶液必须趁热滴加？而加HgCl 2溶液却需冷却，且要一次加入？
SnCl 2还原Fe 3+时，溶液温度如果太低，反应速度慢，黄色退去不易观察，使SnCl 2过量过多，在下步中不易除去。

在热溶液中，Hg 2+可能氧化Fe 2+引起误差，故在加HgCl 2前，溶液需冷却室温，在长时间放置过程，部分Fe 2+可能被空气中的氧气氧化，应用流水迅速冷却。

防止Hg 2Cl 2进一步被还原为Hg 和HgCl 2，所以要一次加入。

黄色对终点颜色的干扰
，消除了由于生成了无色+-324)()2(Fe HPO Fe。