(1) 了解氧化还原滴定法的一般原理，重铬酸钾法的特点。 (2) 了解氧化还原指示剂的选择原则。2 实验原理 具有工业价值的铁矿石主要有赤铁矿、褐铁矿(Fe2O3·nH2O)、磁铁矿(Fe3O4)和菱铁矿(FeCO3)等。可溶铁是指能溶于HCl中的铁，不包括不能被盐酸分解的硅酸铁。 铁矿试样用HCl分解，铁以FeCl63-形式进入溶液，用SnCl2将Fe3+全部还原为Fe2+，这个反应要在热的浓HCl介质中进行，还原xx以黄色FeCl63-褪去作指示。因此溶液体积要小，HCl浓度要大才利于观察，溶液的温度80~90oC为宜，太高FeCl3易挥发，造成损失，太低反应速度慢，致使SnCl2易加得过量太多。 过量的SnCl2必须除去，否则会消耗K2Cr2O7溶液。加入 HgCl2与过量的SnCl2, 生成白色丝状的Hg2Cl2沉淀，此沉淀不与K2Cr2O7反应。HgCl2必须一次快速加入。如果SnCl2过量太多，会形成絮状Hg2Cl2和金属 Hg混合物，沉淀呈灰黑色。它们能与 K2Cr2O7反应。如果加入 HgCl2后不产生白色沉淀，说明SnCl2用量不足，Fe3+没有全部还原为 Fe2+。如遇这两种情况，实验都应重作。 用K2Cr2O7溶液滴定F2+，要在 1~2 mol/L硫-磷混合酸中进行，以二苯胺磺酸钠为指示剂，硫酸是为反应提供足够的酸度，磷酸与滴定产物Fe3+形成无色络离子，降低了Fe3+的浓度，从而降低了Fe3+/Fe2+ 电对的条件电位，降低突跃起点，使指示剂变色点进入突跃范围。另外无色络离子的形成，能xxFe3+的黄色，有利于终点观察。加入硫-磷混合酸后应立即滴定，否则空气中氧会氧化Fe2+，引起误差。Cr3+的绿色会影响终点观察，故加入硫磷混酸前将溶液稀释，终点时，过量的K2Cr2O7将二苯胺磺酸钠氧化，溶液由淡绿色变为紫色，变色敏锐。 但氧化产物不够稳定，故溶液放置时，紫色会逐渐消失。 本法稳定性好，准确度高。适应性广。速度快。K2Cr2O7易于纯制，可直接配制标准溶液。氯离子浓度不是很大时不会发生干扰。但本法使用HgCl2 会造成环境的污染，是其缺点，故近年来提出了许多无汞测铁法。3 试剂 (1) SnCl2溶液：10%水溶液，称取10g SnCl2·2H2O溶于100 mL l:2 HCl 中。 (2) HgCl2溶液: 5%水溶液。 (3)硫-磷混酸：将150 mL浓H2S04慢慢加入700 mL H2O中，冷却后加入 150 mL磷酸，混匀。 (4)浓HCl，约 12 mol/L。 (5) 二苯胺磺酸钠：0.2% 水溶液 (6) K2Cr2O7基准试剂，分析纯。4 分析步骤 (1) K2Cr2O7标准溶液的配制： 将 K2Cr2O7在 150~180oC下烘干2小时，放入干燥器中冷至室温。用减量法 准确称取l.2~1.3 g 于 100 mL烧杯中，加水溶解后，转入 250 mL容量瓶中，用水冲洗烧杯数次，一并转入容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。计算K2Cr2O7溶液的准确浓度。 (2) 样品的分析： 将铁矿样品置于称量瓶中在 110oC烘箱中烘干一小时，取出后在干燥器中冷至室温。 准确称取样品 0.18~0.2 g三份于 400 mL烧杯中，加少许水润湿，加浓HCl 10 mL，盖上表面皿。在通风柜中低温加热溶解。若不太好溶，可加 NaF助溶。试样分解xx后 [1]，用少量水冲洗表面皿和烧杯内壁，加热至近沸，趁热滴加10% SnCl2溶液还原 Fe3+至黄色消失，并过量1~2滴[2]，用水冲洗烧杯内壁，冷至室温[3]。将5%的HgCl2溶液快速加入，摇匀。此时即有白色丝状沉淀产生。放置 3~5分钟，加水稀释至约200 mL。加入硫-磷混酸15 mL，二苯胺磺酸钠5~6滴，立即[4]用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液由绿色变为紫色即为终点，计算铁的含量(Fe%)及相对平均偏差。 注释： [1]试样分解xx时，剩余残渣应为白色或接近白色的SiO2，如仍有黑色残渣，则说明试样分解不够xx。 [2]用SnCl2还原Fe2+时，溶液体积不能过大，HCl浓度不能太小，温度不能低于60 C，否则还原速度很慢。容易使滴加的SnCl2过量太多，故冲洗表面皿及烧杯内壁时，用水不能太多。 [3]加入HgCl2前，溶液应冷却，否则Hg2+可能氧化溶液中的 Fe2+，使结果偏低。HgCl2溶液应快速一次加入，不能分批加 或滴加，否则可能会有 Hg生成。加入HgCl2后，应放置3~5分钟，否则SnCl2氧化不xx，使结果偏高。 [4]在硫-磷混酸溶液中，Fe2+极易氧化，故加入混酸后，应马上滴定。 二苯按磺酸钠指示剂加入后，溶液呈无色。随着K2Cr2O7的滴入，Cr3+生成，溶液由无色逐渐变为绿色。终点时，由绿色变为紫色。 [5] 若样品为可溶性铁盐则称样量为1.0~1.2g， 改加1:1 HCl 10 mL。 |
