实验十二十二钼硅酸和十二钨磷酸的制备

实验十二十二钼硅酸和十二钨磷酸的制备实验目的（1）掌握十二钨杂多酸的制备方法。（2）加深对杂多酸的了解。实验原理杂多酸做为一种新型催化剂，近年来已广泛应用于石油化工、冶金、医药等许多领域。在碱性溶液中Mo(Ⅵ)或W(Ⅵ)以正钨酸根MoO42-(WO42-)存在，随着溶液pH减小，逐渐聚合为多酸根离子。在上述聚合过程中，加入一定量的磷酸盐或硅酸盐，则可生成有确定组成的钨杂多酸根离子，如：[SiMo12O40]4-、[PW12O40]3-等。这类钼(钨)杂多酸在水溶液中结晶时，得到高水合状态的杂多酸（盐）结晶Hm[XMo12O40]·nH2O(或Hm[XW12O40]·nH2O)，后者易溶于水及有机溶剂（乙醚、丙酮等），遇碱分解，在酸性水溶液中较稳定。本实验利用钼(钨)杂多酸在强酸溶液中易于乙醚生成加合物而被乙醚萃取的性质来制备十二钼硅酸和十二钨磷酸。实验步骤(1)十二钼硅酸的制备（H3SiMo12O40·nH2O）称取10.0gNa2MoO4·2H2O溶于20cm3热水中（～60℃），搅拌下，1滴1滴地加入0.6gNa2SiO3·9H2O溶于10cm3热水，并加入2cm3浓HCl的混合溶液（滴加约10min），然后再滴加8cm3浓HCl(～15min)，调pH=2，搅拌30min。转至125cm3分液漏斗中，加入15cm3乙醚，振荡、放气，放置15min。油状物(在哪一层?)转至另一分液漏斗中，加10cm3水，振荡。再加入5cm3浓HCl，后加入15cm3乙醚，剧烈振荡后，静置。油状物于蒸发皿中，加入少量蒸馏水（10～15滴），在60℃水浴上蒸发浓缩，直至液体表面有晶膜出现为止。冷却，待乙醚完全挥发后，得黄色的十二钼硅酸晶体。注意：a.水洗加2～3滴浓HNO3，防止被还原。b.除醚时搅拌。(2)十二钨磷酸的制备（H4PW12O40·nH2O）称取10.0gNa2WO4·2H2O和0.7gNaH2PO4溶于20cm3蒸馏水中，加热搅拌使其溶解，在微沸下缓慢滴加4cm3浓HCl，同时搅拌，调pH=2。开始滴入HCl有黄钨酸沉淀出现，要继续滴加HCl，至不再有黄色沉淀时，便可停加HCl（此过程约需10min）。减压过滤，滤液冷却至室温，转移到分液漏斗中，加入8cm3乙醚，再加入2cm36mol·dm-3HCl，充分振荡萃取后，静置。分出下层油状物到另一个分液漏斗中，再加入2cm3浓HCl、8cm3水和4cm3乙醚，剧烈振荡后，静置（此时油状物应澄清无色，如颜色偏黄可继续萃取1～2次），分出澄清的第三相（在哪一层？）于蒸发皿中，加入少量蒸馏水（15～20滴），搅拌几下，在60℃水浴上蒸发浓缩，直至液体表面有晶膜出现为止。冷却，待乙醚完全挥发后，得无色透明的十二钨磷酸晶体。实验思考1.萃取分离时，静置后溶液分三层，请问每层各为何物？答：下层油状物为多酸醚合物；中层为水层；上层为醚层。2.使用乙醚时，要注意哪些事项？答：(1)乙醚萃取时放大量气体，故分液漏斗要及时放气。(2)乙醚易挥发，要在通风橱中操作。(3)乙醚的沸点低，～34℃，要远离火源。