化学实验讲义[1].pdf

1-COOHCOOK实验一实验一食用白醋中食用白醋中 HAcHAcHAcHAc 含量含量的测定的测定一、实验目的一、实验目的1学会用基准物质标定标准溶液的浓度。2进一步掌握酸碱滴定法的基本原理。3学会用已标定的标准溶液来测定未知物的含量。4熟悉滴定管、移液管和容量瓶的使用，巩固滴定操作。二、实验原理二、实验原理醋酸的电离常数 Ka=1.7610-510-7，故可以用 NaOH 标准溶液进行直接滴定测量含量，它与氢氧化钠溶液的反应是：HAc+NaOH=NaAc+H2O由于醋酸钠显碱性，使滴定突跃落在碱性范围内，可选用酚酞为指示剂。滴定溶液由无色变为微红色即为终点。根据 NaOH 标准溶液的浓度和滴定时消耗的体积，计算该醋酸的含量。食用白醋中醋酸含量大约在 3050 mgmL-1。NaOH 具有很强的吸湿性，易吸收 CO2和水分，而生成少量的 Na2CO3,且含少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等，因此不能直接称准配制标准溶液，而只能先配制近似浓度的溶液，然后选用邻苯二甲酸氢钾 KHC8H4O4（KHP）、二水合草酸 H2C2O42H2O等基准物质标定。本实验选用邻苯二甲酸氢钾为基准物质来标定氢氧化物的浓度。邻苯二甲酸氢钾易提纯，因无结晶水，在空气中不吸湿，不风化，容易保存，摩尔质量大，是一种较好的基准物质。它与 NaOH 溶液的反应是：+NaOH=+H2O由反应式可知，它们的摩尔比为 11。由于反应产物是邻苯二甲酸钾钠盐，在水溶液中显弱碱性，故可选用酚酞为指示剂。三、实验试剂及仪器三、实验试剂及仪器COONaCOOK-2-1氢氧化钠2酚酞指示剂：2gL-1乙醇溶液。3邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）基准物质 在 100125干燥 1h 后，置于干燥器中备用。四、实验步骤四、实验步骤10.1 mol.L-1NaOH 溶液的配制及标定在电子台秤上粗称约 1.6 gNaOH 放入小烧杯，加水溶解,转移至 500 mL 试剂瓶中，稀释至400 mL 摇匀，贴上标签，备用。在电子天平上准确称取邻苯二甲酸氢钾 3 份，每份 0.4 0.6 g，分别到入 250 mL 锥形瓶中，加入 40 50 mL 蒸馏水，待试样全部溶解后，加入 2 3 滴酚酞指示剂。用待标定的NaOH 溶液滴定至溶液呈微红色并保持半分钟不褪色即为终点，平行三份，记录所消耗的氢氧化钠溶液的体积。2食用白醋中醋酸含量的测定用移液管准确移取食用白醋 25.00 mL，置于 250.00 mL 容量瓶中，定容，摇匀，备用。用 25.00 mL 移液管分取 3 份上述溶液，分别置于 250 mL 锥形瓶中，加入酚酞指示剂 23滴。用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈微红色并保持半分钟不褪色，记录所消耗的标准溶液体积，平行三份。计算每 100 mL 食用白酷中含醋酸的质量。五、实验注意事项五、实验注意事项1邻苯二甲酸氢钾通常在 100125干燥 2h 备用。干燥温度超过此温度时，则脱水而变为邻苯二甲酸酐，引起误差，无法准确标定 NaOH 溶液的浓度。2邻苯二甲酸氢钾不易溶，必要时可稍微加热以促进其溶解。不要用玻璃棒在锥形瓶中搅拌。3注意滴定终点颜色的观察，要求溶液呈现微红色，越浅越好，并保持半分钟不褪色。六、思考题六、思考题1称取 NaOH 及 KHC8H4O4各用什么天平？为什么？2测定食用白醋含量时，为什么选用酚酞为指示剂？能否选用甲基橙或甲基红为指示剂？3酚酞指示剂由无色变为微红时，溶液的 pH 为多少？变红的溶液在空气中放置后又会变为无色的原因是什么？-3-实验二实验二工业纯碱中总碱度测定工业纯碱中总碱度测定一、实验目的一、实验目的1掌握 HCl 标准溶液的配制、标定过程。2掌握强酸滴定二元弱碱的滴定过程，突跃范围及指示剂的选择。3掌握定量转移操作的基本要点。二、实验原理二、实验原理工业纯碱的主要成分为碳酸钠，商品名为苏打，其中可能还含有少量 NaCl，Na2SO4，NaOH 及 NaHCO3等成分。常以 HCl 标准溶液为滴定剂测定总碱度来衡量产品的质量。滴定反应为：Na2CO32HClNaCl 十 H2CO3H2CO3CO2H2O反应产物 H2CO3易形成过饱和溶液并分解为 CO2逸出。化学计量点时溶液 pH 为 3.8至 3.9，可选用甲基橙为指示剂，用 HCl 标准溶液滴定，溶液由黄色转变为橙色即为终点。试样中的 NaHCO3同时被中和。由于试样易吸收水分和CO2，应在270300将试样烘干2 h，除去吸附水并使NaHCO3全部转化为 Na2CO3，工业纯碱的总碱度通常以或表示，由于试样均匀性较差，32CONaONa2应称取较多试样，使其更具代表性。测定的允许误差可适当放宽一点。稀盐酸是一种常用的滴定剂，盐酸标准溶液不能直接配制，而是先配成近似浓度，然后用基准物质标定。最常用的基准物质是无水碳酸钠和硼酸。本实验用无水碳酸钠做基准物质。无水碳酸钠用作基准物质的优点是易提纯，价格便宜。缺点是摩尔质量较小。碳酸钠具有吸湿性，故在使用前必须在 270300的电炉内加热 1 小时然后置于干燥器中冷却后备用。用盐酸滴定 Na2CO3时，用甲基橙为指示剂。终点时溶液的颜色由黄色变为橙红色。Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O由反应可知 Na2CO3与 HCl 的摩尔比为 1：1，可计算出盐酸的准确浓度。三、主要试剂和仪器三、主要试剂和仪器-4-1浓盐酸2.无水 Na2CO3于 180干燥 23 h。也可将 NaHCO3置于瓷坩埚内，在 270300的烘箱内干燥 1 h，使之转变为 Na2CO3。然后放入干燥器内冷却后备用。3.甲基橙指示剂 1 g/L。四、实验步骤四、实验步骤10.1 mol/LHCl 溶液的配制与标定用量杯量取原装浓盐酸约 4.5mL，倒入 500 mL 试剂瓶中，加水稀释至 500mL，充分摇匀，贴上标签，备用。用电子天平准确称取基准物 Na2CO31.52.0 g，倒入烧杯中，加水溶解后转移到 250 mL容量瓶，定容，摇匀，备用。用移液管准确移取三份 25.00 mL 上述溶液置于 250 mL 容量瓶中，分别加入 23 滴甲基橙指示剂，用待标定的 HCl 滴定溶液由黄色恰变为橙色，即为终点。2总碱度的测定准确称取试样约 2 g 倾入烧杯中，加少量水使其溶解，必要时可稍加热促进溶解。冷却后，将溶液定量转入 250 mL 容量瓶中，加水定容，摇匀，备用。用移液管平行移取试液 25.00 mL 3 份分别放入 250 mL 锥形瓶中加入 23 滴甲基橙指示剂，用 HCl 标准溶液滴定溶液由黄色恰变为橙色即为终点。计算试样中 Na2O 或 Na2CO3含量，即为总碱度。测定的各次相对偏差应在0.5以内。五、实验注意事项五、实验注意事项1注意准确判断滴定终点。2 大样称取原则，因工业纯碱均匀性较差，因此应称取较多试样，使之尽可能具有代表性。六、思考题六、思考题1为什么配制 0.1 mol/LHCl 溶液 1L 需要量取浓 HCl 溶液 9 mL？写出计算式。2无水 Na2CO3保存不当，吸收了 1的水分，用此基准物质标定 HCl 溶液浓度时，对其结果产生何种影响？-5-实验三实验三自来水总硬度的测定自来水总硬度的测定一、实验目的一、实验目的1了解 EDTA 标准溶液的配制和标定原理。2掌握水硬度的测定方法，巩固学习络合滴定法的原理及其应用。3掌握络合滴定法中的直接滴定法。二、实验原理二、实验原理水硬度的测定分为水的总硬度以及钙-镁硬度两种，前者是测定 Ca，Mg 总量，后者则是分别测定 Ca 和 Mg 的含量。Ca2+Y=CaYMg2+Y=MgY表示水硬度方法很多，其中以度数计，1 度表示十万份水中含 1 份 CaO。我国也采用mmolL-1或 mgL-1（CaCO3）为单位表示水的硬度。本实验用 EDTA 络合滴定法测定水的总硬度。在 pH10 的缓冲溶液中，以铬黑 T 为指示剂，用三乙醇胺掩蔽 Fe3Al3+，Cu2+，Pb2+等共存离子。如果 Mg2+的浓度小于 Ca2+浓度的 120，则需加入 5 mL Mg2+-EDTA 溶液。51000)10CaoMcV=水的总硬度(水样体积乙二胺四乙酸二钠盐（简称 EDTA）常作为络合滴定中的滴定剂，但应采取间接法配制标准溶液。标定 EDTA 溶液的基准物主要有 CaCO3，ZnO 等，若用钙指示剂指示终点，要求 pH12，用氢氧化钠溶液控制酸度；若用铬黑 T 指示剂指示终点，则要求 pH=10，用氨性缓冲溶液控制酸度。标定的主要反应如下：M+Y=MYM+In=MInMIn+Y=MY+In用铬黑 T 作指示剂，终点由紫红变为蓝紫色。三、主要试剂和仪器三、主要试剂和仪器1.EDTA 溶液2.NH3-NH4Cl 缓冲溶液-6-3.Mg2+-EDTA 溶液4.铬黑 T 指示剂5.三乙醇胺 200 gL-16.Na2S 20 gL-17.HCl 溶液（11）四、操作步骤四、操作步骤10.005 molL-1EDTA 溶液的配制和标定用电子台秤称取1.9gEDTA二钠盐。EDTA于200 mL温水中溶解，冷却后加水稀释至500mL 移入试剂瓶中。准确称取基准 CaCO30.15000.2000g 于 150 mL烧杯中。先以少量水润湿，盖上表面皿，从烧杯嘴处往烧杯中滴加（11）HCl 溶液，使 CaCO3全部溶解。加水 50 mL，微沸几分钟以除去 CO2。冷却后用水冲洗烧杯内壁和表面皿，定量转移 CaCO3溶液于 250 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算标准 CaCO3的浓度。用移液管吸取 25.00 mL CaCO3标准溶液于锥形瓶中，加入 25 mL 去离子水，加入 2mLMg2+-EDTA（是否需要准确加入？），然后加入 15 mLNH3-NH4Cl 缓冲溶液，再加 3 滴铬黑T 指示剂，立即用 EDTA 滴定，当溶液由酒红色转变为紫蓝色即为终点。平行滴定 3次，用平均值计算 EDTA 的准确浓度。2水的总硬度的测定用移液管移取 100.00 mL 自来水于 250 mL 锥形瓶中，加入 3 mL 三乙醇胺溶液10 mL氨性缓冲液，l mL Na2S 溶液以掩蔽重金属离子，再加入 3 滴铬黑 T 指示剂，立即用 EDTA标液滴定，当溶液由红色变为蓝紫色即为终点。平行测定 3 份，计算水样的总硬度，以度表示结果。五、注意事项五、注意事项1用盐酸溶解 CaCO3时应注意避免溅到外面使之丢失。2加入三乙醇胺的目的是掩蔽 Al3+、Fe2+，否则对指示剂产生封闭现象。六、思考题六、思考题1本实验所使用 EDTA，应该采用何种指示剂标定？最适当的基准物质是什么？2写出以（单位为 mgL-1）表示水的总硬度的计算公式，并计算本实验中水样的总32COCa硬度。-7-实验四实验四铋、铅含量的连续测定铋、铅含量的连续测定一、实验目的一、实验目的1了解氧化锌标定 EDTA 的方法。2掌握由调节酸度提高 EDTA 选择性进行连续滴定的方法和原理。二、实验原理二、实验原理混合离子的滴定常用控制酸度法、掩蔽法进行，可根据有关副反系数原理进行计算，论证对它们分别滴定的可能性。Bi3+，Pb2+均能与 EDTA 形成稳定的 11 络合物，lgK 分别为 27.94 和 18.04。由于两者的 lgK 相差很大，故可利用酸效应，控制不同的酸度，进行分别滴定。在 pH1 时滴定 Bi3+，Bi3+Y=BiY在 pH56 时滴定 Pb2+，Pb2+Y=PbY在 Bi3+，Pb2+混合溶液中，首先调节溶液的 pH1，以二甲酚橙为指示剂，Bi3+与指示剂形成紫红色络合物（Pb2+在此条件下不会与二甲酚橙形成有色络合物），用 EDTA 标液滴定Bi3+，当溶液由紫红色恰变为黄色，即为滴定 Bi3+的终点。在滴定 Bi3+后的溶液中，加入六亚甲基四胺溶液，调节溶液 pH56，此时 Pb2+与二甲酚橙形成紫红色络合物，溶液再次呈现紫红色，然后用 EDTA 标液继续滴定，当溶液由紫红色恰转变为黄色时，即为滴定 Pb2+的终点三、实验仪器及试剂三、实验仪器及试剂1乙二胺四乙酸二钠。2二甲酚橙 2gL-1。3六亚甲基四胺溶液 200 gL-1。4HCl 溶液（11）。5Bi3+，Pb2+混合液 含 Bi3+、Pb2+各约 001 mo1L-1。四、实验步骤四、实验步骤10.01 molL-1EDTA 溶液的配制和标定用电子台秤称取 1.0gEDTA 二钠盐于 200 mL 温水中溶解，冷却后加水稀释至 500 mL-8-移入试剂瓶中。2锌标准溶液的配制与标定准确称取基准氧化锌 0.200.25 克，置于 150 mL 烧杯中，滴加 6mL（11）HC1 溶液，立即盖上表皿，待锌完全溶解，以少量水冲洗表皿和烧杯内壁，定量转移 Zn2+溶液于 250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，计算锌标准溶液的浓度。3 EDTA 的标定用移液管吸取 25.00 mL Zn2+标准溶液于锥形瓶中，加入 30 mL 水，加 2 滴二甲酚橙指示剂，滴加 200 gL-l六亚甲基四胺至溶液呈现稳定的紫红色，再加 5 mL 六亚甲基四胺。用EDTA 滴定，当溶液由紫红色恰转变为亮黄色时即为终点。平行滴定 3 次，取平均值，计算EDTA 的准确浓度。4Bi3+，Pb2+混合液的测定用移液管移取 25.00 mL Bi3+，Pb2+混合溶液 3 份于 250 mL 锥形瓶中，加 12 滴二甲酚橙指示剂，用 EDTA 标液滴定，当溶液由紫红色恰变为黄色，即为 Bi3+的终点。根据消耗的 EDTA 体积，计算混合液中 Bi3+的含量（以 gL-1表示）。在滴定 Bi3+后的溶液中，滴加六亚甲基四胺溶液，至呈现稳定的紫红色后，再过量加入 5 mL，此时溶液的 pH 约 56，补加 2 滴二甲酚橙指示剂。用 EDTA 标准溶液滴定，当溶液由紫红色恰转变为黄色，即为终点。根据滴定结果，计算混合液中 Pb2+的含量（以 gL-1表示）。五、注意事项五、注意事项1在溶解锌时应注意避免溅到外面造成损失。2测定过程中一定要先测定铋后测定铅，并注意观察终点颜色变化。3滴定 Bi3+后再滴 Pb2+时，滴定管应重新装满调零。六、思考题六、思考题1描述连续滴定 Bi3+，Pb2+过程中，锥形瓶中颜色变化的情形，以及颜色变化的原因。2为什么不用 NaOH，NaAc 或 NH3H2O，而用六亚甲基四胺调节 pH 到 56？3.若在第一次终点到达之前的滴定中，不断地加入去离子水，可能会出现什么问题？-9-实验五实验五二水合氯化钡中钡含量的测定二水合氯化钡中钡含量的测定一、实验目的一、实验目的1了解测定二水合氯化钡中钡含量的原理和方法。2掌握晶形沉淀的制备、过滤、洗涤、灼烧及恒重等的基本操作技术。二、实验原理二、实验原理重量分析法通过直接沉淀和称量得到分析结果，不需要基准物质(或标准试样)进行比较，其测定结果准确度高，相对误差一般为 0.1%0.2%。尽管重量分析法操作繁琐且过程较长，但由于它有着不可替代的特点，目前在常量的硅、硫、磷、镍等元素或其化合物的定量分析中仍采用重量分析法。在含有钡离子的试液中加入稀盐酸，一方面是为了防止产生碳酸钡、磷酸钡、砷酸钡沉淀以及氢氧化钡的共沉淀，另一方面适当提高酸度，增加硫酸钡在沉淀过程中的溶解度，以降低其相对过饱和度，有利于获得较粗大的晶形沉淀。加热至近沸，在不断搅拌下滴加热的稀硫酸溶液，形成微溶于水的硫酸钡沉淀。2+24Ba+SO=4BaSO 所得沉淀经陈化、过滤、洗涤、烘干、炭化、灰化和灼烧后以硫酸钡形式称重，即可求得二水合氯化钡中钡的含量。100%44=sBaSOBaBaSOmMMmBa为了获得颗粒较大、纯净的结晶形沉淀，应在酸性、较稀的热溶液中缓慢地加入沉淀剂，以降低过饱和度，沉淀完成后还需陈化；为保证硫酸钡沉淀完全，沉淀剂硫酸必须过量，并在自然冷却后再过滤。由于硫酸在高温下可挥发除去，沉淀带来的硫酸不致引起误差，因此沉淀剂可过量 50%100%。硫酸铅、硫酸锶的溶解度均较小，对钡的测定有干扰。三、主要试剂和仪器三、主要试剂和仪器1H2SO41 mol/L-10-2HC12 mol/L3AgNO30.1 mol/L4BaC122H2O 基准试剂5瓷坩埚 25mL 23 个6定量滤纸 慢速或中速7玻璃漏斗一个四、实验步骤四、实验步骤1瓷坩埚的准备洗净一个瓷坩埚，在电炉上烘干，冷却后粗称其质量。放入 800820的马弗炉中灼烧。第一次灼烧 30 min，取出稍冷片刻后，转入干燥器中冷至室温后称重。第二次灼烧 15 min,取出稍冷片刻后，转入干燥器中冷至室温，再称重。如此同样操作，直至恒重为止。注意每次灼烧时，应尽可能使坩锅放在马弗炉的同一位置。2沉淀的制备准确称取 0.40.6 g 二水合氯化钡试样一份，置于 250 mL 烧杯中，加入约 100 mL 水，3 mL 2 mol/L 盐酸溶液，盖上表面皿，加热至近沸，溶解，但勿使试液沸腾,以免溅失。与此同时，另取 4 mL 1 mol/L 硫酸溶液于 100 mL 烧杯中，加水稀至 30 mL，加热至近沸，趁热将硫酸溶液用小滴管逐滴地加入到热的钡盐溶液中，并用玻璃棒不断搅拌(搅拌时，玻璃棒不要碰烧杯内壁和底部，以免划损烧杯致使沉淀粘附在烧杯上难于洗下)，直至硫酸溶液全部加入为止。待沉淀下降溶液变清时，于上层清液中加入 12 滴 1 mol/L硫酸溶液，仔细观察沉淀是否完全，若清液变为浑浊，则应补加沉淀剂。如已沉淀完全，盖上表面皿，将玻璃棒靠在烧杯嘴边（切勿将玻璃棒拿出杯外，以免损失沉淀），置于水浴上加热，陈化0.51 个小时，并不时搅动。也可将沉淀在室温下放置过夜，陈化。3称量形的获得溶液冷却后，用慢速或中速定量滤纸过滤。先将上层清液倾注在滤纸上，再以稀 H2SO4（用 1 mL 1mol/L H2SO4稀释至 100 mL 配成）洗涤沉淀 34 次，每次约用 10 mL，洗涤时均用倾泻法过滤。然后，将沉淀小心转移到滤纸上，用折叠滤纸时撕下的小片滤纸擦拭玻璃棒和杯壁，并将此小片滤纸放于漏斗中，再用稀 H2SO4洗涤 46 次，直至洗涤液中不含-11-氯离子为止（用硝酸银溶液检查，检查方法是：用表面皿收集约2 mL滤液，加入2滴0.1 mol/L硝酸银溶液，混匀后放置一分钟，若无白色浑浊产生，表示氯离子已洗净）。将滤纸取出并包好，置于已恒重的瓷坩埚中，经烘干、炭化、灰化后，在 800820马福炉中灼烧至恒重。计算二水合氯化钡中钡的含量。六、实验注意事项六、实验注意事项1每次称量要准确。2沉淀要沉淀完全，洗涤要洗得干净。3灰化，避免起火，一旦着火马上用盖子隔绝空气。4灼烧温度不能太高，若超过 950，可能有部分硫酸钡分解。七、思考题七、思考题1为什么要在稀热 HCl 溶液中且不断搅拌下逐滴加人沉淀剂沉淀 BaSO4？HCl 加入太多有何影响？2.为什么要在热溶液中沉淀 BaSO4，但要冷却后过滤？晶形沉淀为何要陈化？3.什么叫倾泻法过滤？洗涤沉淀时，为什么用洗涤液或水都要少量、多次？4.什么叫灼烧至恒重？-12-实验实验六六工业硫酸铜的提纯及其分析工业硫酸铜的提纯及其分析一、实验目的一、实验目的1了解粗硫酸铜提纯及产品纯度检验的原理和方法。2学习加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作。3学会721分光光度计的正确使用。4学习如何选择吸光光度分析的实验条件，掌握光度法测定铁的原理。5掌握间接碘量法测定铜的原理。二、实验原理二、实验原理粗硫酸铜中含有不溶性杂质和可溶性杂质 Fe2+、Fe3+等。不溶性杂质可用过滤法除去，可溶性杂质离子 Fe2+可用氧化剂 H2O2氧化成 Fe3+，然后调节溶液的 pH 近似为 4，使 Fe3+水解成为 Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下：2 Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2 H2OFe3+3 H2O=Fe(OH)3+3H+除去 Fe3+后的滤液经蒸发、浓缩，即可制得 CuSO45H2O。其他微量杂质在硫酸铜结晶析出时留在母液中，经过滤即可与硫酸铜分离。提纯后的 CuSO45H2O 中仍含有微量铁离子，其测定可通过光度分析来完成。测定微量铁时首先用盐酸羟胺将Fe3+还原为 Fe2+。还原反应如下：2Fe3+2NH2OHHCl=2Fe2+N2+4H+2H2O+2Cl-选择邻二氮菲试剂作为显色剂，此试剂与Fe2+生成稳定的红色配合物，其lgK形21.3，摩尔吸光系数=1.1104Lmol-1cm-1。显色反应为：Fe2+3(phen)=Fe(phen)32+显色反应的适宜条件是：适宜酸度为pH约在29的溶液中，最大吸收波长为510 nm，测定过程中Cu2、Co2+、Ni3、Cd2、Hg2+、Mn2+、Zn2+等离子也能与邻二氮菲形成稳定络合物，在量少时均不干扰测定，量大时可用EDTA掩蔽或预先分离。提纯后 CuSO4中 Cu 含量的测定，一般采用碘量法。在弱酸溶液中，Cu2+与过量的 KI作用，生成 CuI 沉淀，同时析出 I2，反应式如下：-13-22242ICuIICu+=+析出的 I2以淀粉为指示剂，用 Na2S2O3标准溶液滴定：I22S2O32-2IS4O62-Cu2+与 I-之间的反应是可逆的，任何引起 Cu2+浓度减小（如形成络合物等）或引起 CuI溶解度增加的因素均使反应不完全。加入过量 KI，可使 CuI 的还原趋于完全，但是，CuI 沉淀强烈吸附 I2又会使结果偏低。通常的办法是近终点时加入硫氰酸盐，将CuI（Ksp1.110-12）转化为溶解度更小的 CuSCN 沉淀（Ksp4.810-15），把吸附的碘释放出来，使反应更为完全。即CuISCN-CuSCNIKSCN应在接近终点时加入，否则SCN会还原大量存在的I2，致使测定结果偏低。溶液的pH一般应控制在3.04.0之间。酸度过低，Cu2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则I-被空气中的氧氧化为I2（Cu2+催化此反应），使结果偏高。Fe3+能氧化I-，对测定有干扰，但可加入NH4HF2掩蔽。NH4HF2是一种很好的缓冲溶液，因HF的Ka6.610-4，故能使溶液的pH控制在3.04.0之间。三、仪器和试剂1仪器：台秤，漏斗，漏斗架，布氏漏斗，吸滤瓶，蒸发皿，真空泵，比色管，滤纸，分光光度计，pH酸度计，50mL比色管8个。2，试剂：粗 CuSO4，NaOH(0.5 mo1L-1)，NH3H2O(6 mo1L-1)，H2SO4(1 mo1L-1)，HCI(2mo1L-1)，H2O2(30 g L-1)，KSCN(0.1 mo1L-1)，铁标准溶液（含铁100g/mL：准确称取 0.8634g的 NH4Fe(SO4)212H2O，置于烧杯中，加入 20 mL1:1HCl 和少量水，溶解后，定量地转移至升容量瓶中，以水稀释之刻度，摇匀），邻二氮菲（1.5g/L）盐酸羟胺(100 g/L,用时配制)，NaAC(1mol/L)，NaOH（1 mo1L-1），HCl（6 mo1L-1），100 gL-1KI，0.1 molL-1Na2S2O3，5gL-1淀粉指示剂，100 gL-1NH4SCN，KIO3基准物质，1 molL-1H2SO4。四、实验内容四、实验内容（一）粗硫酸铜的提纯（一）粗硫酸铜的提纯1溶解称取已研细的粗硫酸铜 10 g 放入 100 mL 小烧杯中，加入 20 mL去离子水，-14-搅拌、加热，使其溶解。2氧化及水解在溶液中滴加 4 mL30 gL-1H2O2(操作时应将小烧杯从火焰上拿下来，为什么?)不断搅拌。继续加热，逐滴加入 0.5 mo1L-1NaOH 溶液并不断搅拌，直至 pH4。再加热片刻，静置，使 Fe(OH)3沉降(注意沉淀的颜色，若有 Cu(OH)2的浅蓝色出现时，表明 pH过高)。3常压过滤用倾析法进行过滤，将滤液承接在蒸发皿中。4蒸发结晶、抽滤在滤液中滴加 1 mo1L-1H2SO4溶液，搅拌，至 pH 为 12。加热蒸发到溶液表面出现极薄一层结晶膜时，停止加热。冷却至室温，然后抽滤。用滤纸将硫酸铜晶体表面的水分吸干，称量并计算产率(实验完毕后将产品交给老师进行考核)。（二）提纯后（二）提纯后 CuSOCuSOCuSOCuSO4 4 4 4中微量中微量 FeFeFeFe 的测定的测定1.预处理(1)将 Fe2+氧化成 Fe3+称取自己的产品 0.5 g，加入 3 mL 去离子水溶解，加入 0.3mL1mo1L-1H2SO4酸化，再加入数滴 30 gL-1H2O2，加热煮沸，将 Fe2+氧化成 Fe3+，冷却。(2)除 Fe(OH)3在溶液中加入 6 mo1L-1的 NH3H2O 并不断搅拌，至碱式硫酸铜全部转化成铜氨配离子，主要反应如下：Fe3+十 3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+2Cu2+SO42-+2NH3H2O=Cu2(OH)2SO4+2NH4+Cu2(OH)2SO4+2NH4+6 NH3H2O=2Cu(NH3)42+SO42-+8H2O常压过滤后，用 6 mo1L-1NH3H2O 洗涤滤纸至蓝色消失。滤纸上留下黄色的 Fe(OH)3。(3)溶解 Fe(OH)3沉淀将 1.5 mL 2 mo1L-1的 HCl 溶液逐滴滴在滤纸上(滤液接收在比色管中)，至 Fe(OH)3全部溶解，若不能全部溶解可将滤液再滴在滤纸上，反复操作至 Fe(OH)3全部溶解为止。加去离子水将滤液冲稀至 5.0 mL。2铁含量的测定（1）条件试验1）吸收曲线的制作和测量波长的选择用吸量管吸取 0.0 mL 和 1.0 mL 铁标准溶液分别注入两个 50 mL 容量瓶（或比色管）中，各加入 1 mL 盐酸羟胺溶液，摇匀。再加入 2 mLphen，5 mL NaAc，用水稀释至刻度，摇匀。放置10 min 后，用 1 cm 比色皿，以试剂空白（即 0，0mL-15-铁标准溶液）为参比溶液，在 440560 nm 之间，每隔 10 nm 测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔 5 nm 测量一次吸光度。在坐标纸上，以波长为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制 A 与关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定 Fe 的适宜波长，一般选用最大吸收波长处测定。2）溶液酸度的选择 取 8 个 50 mL 容量瓶（或比色管），用吸量管分别加入 1 mL 铁标准溶液，1 mL盐酸羟胺，摇匀，再加入2 mLPhen，摇匀。用5 mL吸量管分别加入0.0 mL，0.2mL，0.5mL，1.0 mL，1.5 mL，2.0 mL，2.5 mL 和 3.0 mL 1 mo1L-1NaOH 溶液，用水稀至刻度，摇匀。放置 10 min。用 1 cm 比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。同时，用 pH 计测量各溶液的 pH。以 pH 为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制 A与 pH 关系的酸度影响曲线，得出测定铁的适宜酸度范围。3）显色剂用量的选择 取 7 个 50 mL 容量瓶（或比色管），用吸量管各加入 1 mL 铁标准溶液，1 mL盐酸羟胺，摇匀。再分别加入0.1 mL，0.3 mL，0.5 mL，0.8 mL，1.0 mL，2.0 mL，4.0mL Phen 和 5 mL NaAc 溶液，以水稀释至刻度，摇匀。放置 10 min。用 l cm 比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。以所取 phen 溶液体积 v 为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制 A 与 V 关系的显色剂用量影响曲线。得出测定铁时显色剂的最适宜用量。4）显色时间在一个 50 mL容量瓶（或比色管）中，用吸量管加入1 mL铁标准溶液，1mL盐酸羟胺溶液，摇匀。再加入 2 mL phen，5 mL NaAc，以水稀释至刻度，摇匀。立刻用 l cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选定的波长下测量吸光度。然后依次测量放置 5 min，10min，30 min，60 min，120 min，后的吸光度。以时间为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制 A 与显色时间影响曲线。得出铁与邻二氮菲显色反应完全所需要的适宜时间。（2）测定实验1）标准曲线的制作用移液管吸取 10 mL 100gmL-1铁标准溶液于 100 mL 容量瓶中，加入 2mL 6 mo1L-1HCl 溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液 Fe3十的浓度为 10gmL-1。在 6 个 50 mL 容量瓶（或比色管）中，用吸量管分别加人 0 mL，2 mL，4 mL，6 mL，8 mL，10 mL 10gmL-1铁标准溶液，均加入 1 mL 盐酸羟胺，摇匀。再加入 2 mL phen，5 mLNaAc溶液，摇匀。用水稀释至刻度，摇匀后放置 10 min。用 1 cm 比色皿，以试剂空白（即-16-0 mL 铁标准溶液）为参比溶液，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度。以含铁量为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，绘制标准曲线。2）试样中铁含量的测定准确吸取适量待测试液于 50 mL 容量瓶（或比色管）中，按标准曲线的制作步骤，加入各种试剂，测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液中铁的含量（单位为gmL-1）。（三）提纯后（三）提纯后 CuSOCuSOCuSOCuSO4 4 4 4中铜含量的测定中铜含量的测定（1）Na2S2O3的标定准确称取 0.8917gKIO3于烧杯中，加水溶解后，定量转入 250 mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，充分摇匀。吸取25.00 mL KIO3标准溶液3份，分别置于250 mL锥形瓶中，加入20 mL 100gL-1KI 溶液，5 mL1 molL-1H2SO4，加水稀释至约 200 mL，立即用待标定的 Na2S2O3滴定至浅黄色，加入 5 mL 淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失即为终点。（2）铜含量的测定准确称取提纯后硫酸铜试样 23 g 于烧杯中，先加 30 mL 1moLL-1H2SO4，再加水溶解后定量转入 250moL 容量瓶中。加水稀释至刻度，充分摇匀。吸取 25.00mL 上述稀释后溶液置于 250 mL 锥形瓶中，加入 20 mLH2O，加 10 mL KI 溶液，用 0.1 molL-1Na2S2O3溶液滴定至浅黄色。再加入 3 mL 5 gL-1淀粉指示剂，滴定至浅蓝色，最后加入 5 mL NHSCN 溶液，继续滴定至米色。根据滴定时所消耗的 Na2S2O3的体积计算 Cu 的含量。四、实验注意事项四、实验注意事项1、移取各试液时注意吸量管的正确使用。2、测量时从浅色向深色测定，可以不用蒸馏水洗比色皿。3、摇匀，放置 10min，再测 A。4、加淀粉不能太早，因滴定反应中产生大量 CuI 沉淀，若淀粉与 I2过早形成蓝色络合物，大量 I2被 CuI 沉淀吸附，终点呈较深的灰色，不好观察。5、加入 NH4SCN 不能过早，而且加入后要剧烈摇动，有利于沉淀的转化和释放出吸附的 I2。五、思考题五、思考题1粗硫酸铜中的可溶性和不溶性杂质如何除去?2粗硫酸铜中的杂质 Fe2+为什么要氧化成 Fe3+后再除去?-17-3KMnO4、K2Cr2O7、H2O2等都可将 Fe2+氧化为 Fe3+，你认为选用哪一种氧化剂较为合适?4精制后的硫酸铜溶液为什么要加几滴稀 H2SO4溶液调节 pH 至 12，然后再加热蒸发?5抽滤时蒸发皿中的少量晶体，怎样转移到漏斗中?能否用去离子水冲洗?6产品纯度检验时应分别采用何种量器较为合适？为什么？7试对所做条件试验进行讨论并选择适宜的测量条件。8碘量法测定铜时，为什么常要加入 NF4HF2？为什么临近终点时加入 NH4SCN（或 KSCN）？9已知，为何本实验中 Cu2+却能使 I-离子氧化为 I2？VEVEIICuCu545.0,159.0/22=+10碘量法测定铜为什么要在弱酸性介质中进行？11标定 Na2S2O3溶液的基准物质有哪些？以 K2Cr2O7标定 Na2S2O3时，终点的亮绿色是什么物质的颜色？实验实验七七硫酸亚铁铵的制备及产品中硫酸亚铁铵的制备及产品中 FeFeFeFe2+2+2+2+含量的测定含量的测定-18-一、实验目的一、实验目的1、了解复盐的制备方法、掌握水浴加热、减压过滤、蒸发结晶等基本操作。2、学会检验产品质量的方法、掌握 KMnO4溶液的配制及标定。3、掌握 KMnO4法测定 Fe2+的原理与方法。4、了解自身指示剂在 KMnO4法中的应用，对自动催化反应有所了解。二、实验原理二、实验原理硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O）商品名为莫尔盐，为浅蓝绿色单斜晶体。一般亚铁盐在空气中易被氧化，而硫酸亚铁铵在空气中比一般亚铁盐要稳定，不易被氧化，并且价格低，制造工艺简单，容易得到较纯净的晶体，因此应用广泛，在定量分析中常用来配制亚铁离子的标准溶液。和其他复盐一样，(NH4)2SO4FeSO46H2O 在水中的溶解度比组成它的每一组分 FeSO4或(NH4)2SO4的溶解度都要小。利用这一特点，可通过蒸发浓缩 FeSO4与(NH4)2SO4溶于水所制得的浓混合溶液制取硫酸亚铁铵晶体。三种盐的溶解度数据列于下表。表 4-1三种盐的溶解度(单位为 g100g H2O)本实验先将铁屑溶于稀硫酸制成硫酸亚铁溶液：Fe+H2SO4 FeSO4+H2硫酸亚铁铵中 Fe2+含量的测定可采用氧化还原滴定中的 KMnO4法。5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O再往硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵并使其全部溶解，加热浓缩制得的混合溶液，再冷却即可得到溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体。FeSO4+(NH4)2SO4+6H2OFeSO4(NH4)2SO46H2O在稀硫酸溶液中，高锰酸钾能定量地把亚铁氧化成三价铁，因此可以用 KMnO4法测定上述制备所得硫酸亚铁铵中 Fe2+的含量。滴定反应式为：温度FeSO4(NH4)2SO4(NH4)2SO4FeSO46H2O1020.07317.22026.575.421.63032.97828.1-19-O4HFe5 Mn8HMnO5Fe23242+市售的高锰酸钾常含有少量杂质，如硫酸盐、氯化物及硝酸盐等，因此不能用直接法配制准确浓度的标准溶液。KMnO4氧化能力强，还能自行分解，因此 KMnO4溶液的浓度容易改变。为了配制较稳定的 KMnO4溶液可称取稍多于理论量的 KMnO4固体，溶于一定体积的蒸馏水中，加热煮沸，冷却后贮于棕色瓶中，于暗处放置数天，使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化，然后过滤除去析出的 MnO2沉淀，再进行标定。使用经久放置后的 KMnO4溶液时应重新标定其浓度。KMnO4溶液可用还原剂作基准物质来标定。H2C2O42H2O 和 Na2C2O4是较易纯化的还原剂，也是标定 KMnO4常用的基准物质。其反应如下：O8H10CO 2Mn16H2MnOO5C2224-242+反应要在酸性、较高温度和有 Mn2+作催化剂的条件下进行。KMnO4氧化性强，在强酸性溶液中可直接滴定一些还原性物质，如 Fe2+、AsO33、NO2、Sb3+、H2O2、C2O42、甲醛、葡萄糖和水杨酸等。因为 KMnO4溶液本身具有特殊的紫红色，因此可利用 KMnO4本身的颜色指示滴定终点。三、实验用品三、实验用品仪器：台式天平，锥形瓶，烧杯，量筒（10、50 mL），漏斗，漏斗架，蒸发皿，布氏漏斗，吸滤瓶，真空泵，酒精灯，表面皿，水浴（可用大烧杯代替）。试剂：固体 FeSO4，1：1HCl，(1+5)H2SO4，1 molL-1KSCN，固体(NH4)2SO4，l0Na2CO3，铁屑，95%乙醇，pH 试纸，1 molL1BaCl2溶液，0.1 molL1K3Fe(CN)6溶液，0.01 molL1KMnO4标准溶液。四、实验步骤四、实验步骤1.Fe 屑的净化用台式天平称取 2.0g Fe 屑，放入锥形瓶中，加入 15 mL l0Na2CO3溶液，小火加热煮沸约 10 min 以除去 Fe 屑上的油污，倾去 Na2CO3碱液，用自来水冲洗后，再用去离子水把 Fe屑冲洗干净。2.FeSO4的制备-20-往盛有 Fe 屑的锥形瓶中加入 15 mL 3 molL-1H2SO4，水浴加热至不再有气泡放出，趁热减压