重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量

重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量一、实验目的1.学习用酸分解矿石试样的方法；2.掌握铁矿石中全铁的测定原理；3.学习氧化还原滴定前的预处理；4.了解二苯胺磺酸钠指示剂的作用原理；5.掌握滴定终点的判断。二、实验原理用HCl溶液分解铁矿石后，在浓、热HCl溶液中用SnCl2将Fe3＋还原为Fe2＋，过量的SnCl2用HgCl2氧化除去，所生成的Hg2Cl2白色丝状沉淀不会被滴定剂K2Cr2O7氧化。然后在硫磷混酸介质中，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液出现紫色，即达终点。主要反应式如下：2Fe3＋＋SnCl42－＋2Cl－＝2Fe2＋＋SnCl62－SnCl42－＋2HgCl2＝SnCl62－＋2Hg2Cl2↓6Fe2+＋Cr2O72-＋14H+═6Fe3＋＋3Cr3＋＋7H2O随着滴的进行，Fe3＋的浓度越来越大，FeCl4－的黄色不利于终点的观察，可借加入的H3PO4与Fe3＋生成的无色的Fe(HPO4)－络离子而消除。同时，由于Fe(HPO4)－的生成，降低了Fe3+/Fe2+电对的电极电位，使化学计量点附近的电位突跃增大，指示剂二苯胺磺酸钠的变色点落入突跃范围之内，提高了滴定的准确度。1001000/%6722WMCVFeFeOCrK用SnCl2－HgCl2—K2Cr2O7有汞法测铁，方法成熟，准确度高。但由于使用了HgCl2，将有害元素Hg引入环境，造成了环境污染，这是有汞法测铁的最大缺点。三、试剂和仪器试剂：K2Cr2O7基准或优级纯；50g·L-1SnCl2（5gSnCl2·2H2O溶于40mL浓热HCl溶液，加水稀释至100mL）；50g·L-1HgCl2；H2SO4-H3PO4混酸（将15mL浓H2SO4缓慢加至70mL水中，冷却后加入15mL浓H3PO4混匀）；2g·L-1二苯胺磺酸钠水溶液；铁矿石试样。仪器：酸式滴定管；称量瓶；锥形瓶；台秤；分析天平；烧杯。四、实验步骤1.0.017mol·L-1K2Cr2O7标准溶液的配制将基准或优级纯K2Cr2O7（s），于150~180℃干燥2h，至于干燥器中冷却至室温。准确称取1.2~1.3gK2Cr2O7于100mL小烧杯中，加适量水溶解，定量转移至250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。计算其准确浓度。2501000722722722OCrKOCrKOCrKMmC2.铁矿的测定准确称取0.15~0.25g铁矿石粉三份，分别置于250mL锥形瓶中，用少量水润湿，加入15mL浓HCl溶液，盖上表面皿，在通风柜中低温加热分解试样，若有带色不溶残渣，可滴加8~10滴50g·L-1SnCl2助溶。试样分解完全时，残渣应接近白色（SiO2），此时溶液呈橙黄色。用少量水吹洗表面皿及锥形瓶内壁。预处理：趁热用滴管小心滴加50g·L-1SnCl2溶液以还原Fe3+。边滴边摇，直到溶液的黄色刚褪去，再多加1~2滴。加入20mL水，并用流水冲洗锥形瓶外壁，以使溶液迅速冷却至室温，立即一次加入10mLHgCl2溶液，摇匀。此时出现Hg2Cl2白色丝状沉淀。放置3~5min，使反应完全。将试液加水稀释至150mL，加入15mL硫磷混酸，4~6滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即用K2Cr2O7标准溶液滴定到溶液呈稳定的紫色，即为终点，计算矿石中铁的含量（质量分数）。1001000/%6722WMCVFeFeOCrK五、数据记录及结果处理六、注意事项1.溶解过程温度应保持80℃~90℃。温度低溶解慢、溶不完，温度高FeCl3挥发；2.用SnCl2溶液还原Fe3+时，溶液温度不能太低，否则还原Fe3+速度慢，黄色褪去不易观察，使SnCl2过量过多，在下步中不易完全除去。3.在加入Hg2Cl2前，以使溶液迅速冷却至室温，在热溶液中，Hg2+可能氧化Fe2+引起误差；但如果溶液自然冷却，在长时间放置过程中部分Fe2+可能被空气氧化。4.二苯胺磺酸钠指示剂能消耗一定量的K2Cr2O7，故不能多加。5.在硫磷混酸中铁电对的电位降低，Fe2+更易被氧化，必须立即滴定。6.Cr(Ⅵ)污染环境，实验废液回收，统一处理，将Cr(Ⅵ)还原，加碱→Cr(OH)3深埋。七、思考题见教材P81思考题。