铁矿石中铁含量的测定(无汞法)
铁矿石中铁含量测定方案
重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量（无汞法）一、实验目的1. 掌握重铬酸钾法测定亚铁盐中铁含量的原理和方法；2. 了解氧化还原指示剂的作用原理和使用方法。
二．原理：经典的重铬酸钾法测定铁时，每一份试液需加入饱和氯化汞溶液10mL，这样约有480mg 的汞排入下水道，而国家环境部门规定汞的允许排放量是0.05mg·L-1，因此，实验中的排放量是大大超过允许排放量的。
实际上，汞盐沉积在底泥和水质中，造成严重的环境污染，有害于人的健康。
近年来研究了无汞测铁的许多新方法，如新重铬酸钾法，硫酸铈法和EDTA 法等。
本法是新重铬酸钾法。
新重铬酸钾法是在经典的有汞重铬酸钾法的基础上，去掉氯化汞试剂，采用钨酸钠作为指示剂指示Fe3＋还原Fe2＋的方法。
试样用硫－磷混酸溶剂后，先用氯化亚锡还原大部分Fe3＋，继而用三氯化钛定量还原剩余部分的Fe3＋，当Fe3＋定量还原成Fe2＋之后，过量一滴三氯化钛溶液，即可使溶液中作为指示剂的六价钨（无色的磷钨酸）还原为蓝色的五价钨化合物，俗称“钨蓝”，故使溶液呈现蓝色。
滴入重铬酸钾溶液，使钨蓝刚好褪色，以消除少量还原剂的影响。
“钨蓝”的结构式较为复杂定量还原Fe3＋时，不能单用氯化亚锡，因为在此酸度下，氯化亚锡不能很好的还原W(Ⅵ)为W(V)，故溶液无明显颜色变化。
采用SnCl2-TiCl3联合还原Fe3＋为Fe2＋，过量一滴TiCl3与Na2WO4作用即显示“钨蓝”而指示。
如果单用TiCl3为还原剂也不好，尤其是试样中铁含量高时，则使溶液中引入较多的钛盐，当加水稀释试液时，易出现大量的四价钛沉淀，影响测定。
在无汞测定铁实验中常用SnCl2-TiCl3联合还原，反应式如下：2Fe3++SnCl42-+2Cl-=2Fe2++SnCl62-Fe3++Ti3++H2O=Fe2++TiO2++2H+试液中Fe3＋已经被还原为Fe2＋，加入二苯胺磺酸钠指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定溶液呈现稳定的紫色即为终点。
无机及分析化学实验实验14 铁矿石中铁含量的测定(无汞法)
SnCl2-TiCl3-K2Cr2O7法 测定铁矿石中铁含量的（无汞法）
1
要求： 1.掌握SnCl2—TiCl3—K2Cr2O7法 测定铁的原理和操作方法; 2．了解测定前预处理的意义和 掌握预还原的操作； 3．了解氧化还原指示剂的应用 及指示终点的原理 4.了解无汞法测铁的环保意义
2
一、实验原理
量2g/L。
K2Cr2O7
6
三、试剂及仪器
仪器：分析天平、表面皿、锥形瓶、酸式滴定管、
容量瓶、移液管、洗瓶。
7
四、实验步骤
1. 矿样的溶解
250mL 锥形瓶（3个）+ 约0.2g （准确称） 铁矿石试样+ 少量水润湿 + 10mL 浓HCl + 8～10滴SnCl2溶液———————→ 残渣 近沸的水中△20～30min 变为白色，此时溶液呈橙黄色。用少量水
11
用K2Cr2O7标准溶液滴定
五、注意事项 １．滴定前的预处理，其目的是要将试液中 的铁全部还原为Fe２＋，再用K2Cr2O7标准溶液测定 总铁量。 ２．本实验预处理操作中，不能单独使用 SnCl２将试液中的Fe３＋刚好定量还原，而往往会 稍过量；而过量的SnCl２又不能还原W(Ⅵ)为W(V) 出现蓝色指示预还原的定量完成；也不能单独用 TiCl３还原Fe３＋，因为加入多量的TiCl３，在滴 定前加水稀释试样时，Ti(Ⅳ)将水解生成沉淀， 影响滴定。因此，目前采用无汞重铬酸钾法测铁 时，只能采用SnCl２—TiCl３的联合预还原法，进 行测定前的预处理。
9
上述冷却后的溶液 + 稀释 10 倍的 K2Cr2O7溶液（小心滴加）——→ 蓝色刚 消失，从而指示预还原的终点。
3. 测定
铁矿(或铁粉)中全铁含量的测定(无汞定铁法)
二、实验步骤
移取铁矿石样品溶液25.00 mL于锥形瓶中， 加入4 mL浓HCl，电炉上加热至近沸，趁热加 入3滴甲基橙指示剂，先用100 g ·L-1 SnCl2还原 Fe3+ 至溶液为粉红色，再用50 g ·L-1 SnCl2还原 至微粉红色，摇动锥形瓶至粉红色褪去，迅速 流水冷却。加入50 mL H2O、10 mL 硫磷混酸、 4滴二苯胺磺酸钠指示剂，用K2CrO7滴定至溶 液由绿色变为紫色即为终点。(平行三份)
西北大学基础化学实验
三、结果表示
以矿石中铁的质量百分含量(Fe%)表示，保留四 位有效数字。 计算公式：
w Fe =
mK 2Cr2O7 × V K 2Cr2O 7 × 6 × M Fe × 4 M K 2Cr2O 7 × 250 × ms
× 100%
西北大学基础化学实验
四、有关常数
M K 2Cr2O 7 = 294.18 g·mol-1
铁矿(或铁粉) 铁矿(或铁粉)中全铁含量的测定 无汞定铁法) (无汞定铁法)
西北大学基础化学实验
一、主要试剂 二、实验步骤 三、结果表示 四、有关常数 五、注意事项
西北大学基础化学实验
一、主要试剂
1. K2Cr2O7标准溶液：减量法准确称取K2Cr2O7 0.6～0.65 g，用水溶解后转入250 mL容量瓶中 定容(为了减少环境污染，两人配制一份)。 2. 铁矿石样品溶液：减量法准确称取矿样 0.35～0.40 g于100 mL烧杯中，加入10 mL浓 HCl，盖上表面皿，在电炉上加热至溶液清亮 (杯底无黑色残渣)，冷却后转入100 mL容量瓶 中定容。
MFe = 55.845 g·mol-1
西北大学基础化学实验
铁矿石中铁含量(无汞法)
实验名称铁矿石中全铁含量的测定（无汞定铁法）目的要求1.掌握重铬酸钾标准溶液的配制及使用。
2.学习矿石试样的酸溶法和重铬酸钾法测定铁的原理及方法。
3.对无汞定铁法有所了解，增强环保意识。
4.了解二苯胺磺酸钠指示剂的作用原理。
重点1、重铬酸钾标准溶液的配制；2、矿石试样的酸溶法和重铬酸钾法测定铁的原理及方法难点1、矿石试样的酸溶；2、铁离子的还原和SnCI2的除去。
试剂及仪器设备试剂：0.017mol.L-1K2Cr2O7标准溶液；浓HCL；SnCl2 50g.L-1；TiCl3溶液15 g.L-1。
取100ml 150g.L-1TiCl3试剂与200ml1：1HCL 及700ml水混合，贮于棕色瓶中；磷酸混酸溶液；Na2WO4溶液250 g.L-1；二苯胺磺酸钠指示剂2 g.L-1水溶液，铁矿石试样。
仪器：滴定管、滴定台、锥形瓶、滴管内容提要1、重铬酸钾标准溶液的配制；2、用铬酸钾法测定全铁含量。
操作要点1、矿石试样的酸溶解：称量-加水润湿-加SnCl2助溶-加热。
2、予处理：上液加SnCl2–Na2WO4- TiCl3 ;3、用铬酸钾法测定全铁含量。
注意事项1、用SnCl2还原Fe3+时，溶液温度不能太低，否则反应速度慢，黄色褪去不易观察，易使SnCl2过量。
2、用TiCl3还原Fe3+时，溶液温度也不能太低，否则反应速度慢，易使TiCl3过量。
3、由于二苯胺磺酸钠也要消耗一定量的K2Cr2O7，故不能多加。
4、在磷酸混酸中铁电对的电极电位降低，对Fe2+更易被氧化，故不应放置而应立即滴定。
思考题1、在预处理时为什么SnCl2溶液要趁热逐滴加入？2、在滴定前中加入H3PO4的作用是什么？加入H3PO4后为什么要立即滴定？讨论学习在预还原Fe（Ⅲ）至Fe(Ⅱ)时，为什么要用SnCl2和TiCl3两种还原剂？只使用其中一种有什么缺点？拓展学习铁矿石中全铁含量的测定还有哪些方法？（特别是有汞法与此方法的比较）。
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（无汞法）一．原理：经典的重铬酸钾法测定铁时，每一份试液需加入饱和氯化汞溶液10mL ，这样约有480mg 的汞排入下水道，而国家环境部门规定汞的允许排放量是0.05mg·L -1，因此，实验中的排放量是大大超过允许排放量的。
实际上，汞盐沉积在底泥和水质中，造成严重的环境污染，有害于人的健康。
近年来研究了无汞测铁的许多新方法，如新重铬酸钾法，硫酸铈法和EDTA 法等。
本法是新重铬酸钾法。
新重铬酸钾法是在经典的有汞重铬酸钾法的基础上，去掉氯化汞试剂，采用钨酸钠作为指示剂指示Fe 3＋还原Fe 2＋的方法。
试样用硫－磷混酸溶剂后，先用氯化亚锡还原大部分Fe 3＋，继而用三氯化钛定量还原剩余部分的Fe 3＋，当Fe 3＋定量还原成Fe 2＋之后，过量一滴三氯化钛溶液，即可使溶液中作为指示剂的六价钨（无色的磷钨酸）还原为蓝色的五价钨化合物，俗称“钨蓝”，故使溶液呈现蓝色。
滴入重铬酸钾溶液，使钨蓝刚好褪色，以消除少量还原剂的影响。
“钨蓝”的结构式较为复杂。
磷钨酸还原为钨蓝的反应可表示如下：PW 12O 403 -+e --e -PW 12O 404 -+e --e -PW 12O 405 -12-磷钨酸根离子钨 蓝 定量还原Fe 3＋时，不能单用氯化亚锡，因为在此酸度下，氯化亚锡不能很好的还原W(Ⅵ)为W(V)，故溶液无明显颜色变化。
采用SnCl 2-TiCl 3联合还原Fe 3＋为Fe 2＋，过量一滴TiCl 3与Na 2WO 4作用即显示“钨蓝”而指示。
如果单用TiCl 3为还原剂也不好，尤其是试样中铁含量高时，则使溶液中引入较多的钛盐，当加水稀释试液时，易出现大量的四价钛沉淀，影响测定。
在无汞测定铁实验中常用SnCl 2-TiCl 3联合还原，反应式如下： 2Fe 3++SnCl 42-+2Cl -=2Fe 2++SnCl 62-+++++++=++2H TiO Fe O H Ti Fe 22233试液中Fe 3＋已经被还原为Fe 2＋，加入二苯胺磺酸钠指示剂，用K 2Cr 2O 7标准溶液滴定溶液呈现稳定的紫色即为终点。
【化学实验讲解】铁矿石中铁含量的测定(无汞法)
【化学实验讲解】铁矿石中铁含量的测定(无汞法)铁矿石中铁含量的测定是地球物理、地球化学和矿山勘探等领域中常用的一项实验，其目的是确定铁矿石中的总铁含量和铁的二价和三价含量。
本文将介绍一种常用的无汞法测定铁矿石中铁含量的方法。
实验原理本实验所采用的是红色量铁法，即利用亚硝酸铵的氧化作用将Fe2+离子转化为Fe3+离子，进而与酚酞p-苯醌绿络合形成深红色络合物的方法。
反应方程式如下：Fe2+ + H2O + 2NaNO2 → Fe(NO2)2 + 2Na+ + 2OH-实验过程所需试剂和设备：(1) 氯化铵铁(II) 兑制3×10-3mol /L的溶液；(2) 氯化柠檬酸钠兑制 80g/L 的溶液；(3) 稀氢氧化钠溶液：约 2.5g NaOH 加水稀释至100ml，摇匀；(4) 碳酸钠兑制 20g/L 的溶液；(5) 10% NaOH 溶液；(6) 硝酸铵溶液；(7) 酚酞溶液；(8) 氢氧化钠溶液；(9) 蒸馏水。
(10) 滴定管(11) 电热板操作步骤：1.将铁矿石样品加入分析量瓶，用蒸馏水定容。
2.取 50 ml，加入定量瓶中，加入 1 ml 碳酸钠溶液和 5 ml NaOH 溶液，加热至沸腾约 5 分钟，再加入 20 ml 氯化铵铁(II) 溶液及适量的硝酸铵溶液，在温度不超过70℃ 的情况下攻量至淡粉色。
3.再加入 2～3 ml 80 g/L 氯化柠檬酸钠溶液，加 50 ml 蒸馏水，冷却至室温，用0.05 mol/L 酚酞溶液滴定至深红色时，再加入少量氢氧化钠滴定至再次变色，记录滴定所用酚酞溶液的滴定量 V1(ml)。
4.取另一个量为 50ml 的样品，在与铁的浓度相当的情况下将V1(ml)缩小到10 ml 并加入滴加过程中保持沸腾的氢氧化钠溶液结果后，如上操作步骤3，记录滴定所用酚酞溶液的滴定量V2(ml)。
5. 计算分析物中铁含量的公式：以分析铁的质量为 X，重于单一机构铁效价值为 M，用硝酸铵溶液的滴定量为 N，酚酞滴定时消耗的体积为 V。
铁矿(或铁粉)中全铁含量的测定(无汞定铁法)
数据记录和处理
项目
序号
1
m( K2Cr2O7)(g) c( K2Cr2O7) （mol·L－1） m试样(g) V( K2Cr2O7))(mL)终 V( K2Cr2O7))(mL)始 V( K2Cr2O7))(mL) ωFe(%) 铁的平均含量
相对平均偏差
2
3
西北大学基础化学实验
结果表示
以矿石中铁的质量百分含量(Fe%)表示，保留四位有效数 字。 计算公式：
(Fe) 6c(K2Cr2O7 ) V 10 (K2Cr2O7 ) M (Fe) 100%
ms
四、有关常数
M K2Cr2O7 = 294.18 g·mol-1
MFe = 55.845 g·mol-1
五、注意事项
用SnCl2还原Fe3+ 时，要边加边摇；不能一下 用100 g ·L-1 SnCl2还原至无色，这样SnCl2会过 量，将使结果偏高。 用SnCl2还原Fe3＋时，溶液温度不能太低，否 则反应 速度慢，黄色褪去不易观察，易使SnCl2 过量。 在硫酸磷酸混酸中铁电对的电极电位降低， Fe2＋更易被氧化，故不应放置而应立即滴定。
称量瓶，分析天平，滴定管，烧杯
实验步骡
(1) K2Cr2O7标准溶液的配制
0.6~0.65g K2Cr2O7
100 mL烧杯
加水 定量 溶解 转移
计算浓度
250 mL容量瓶
实验步骤
（2）铁矿石样品溶液：减量法准确称取矿样1.0～ 1.5 g于250 mL烧杯中，用少量蒸馏水润湿，加入 20 mL浓HCl，盖上表面皿，在电炉上加热，并不 时摇动，避免沸腾，如有带色不容物，滴加20-30 滴10%SnCl2助溶，至溶液清亮 (杯底无黑色残渣)， 冷却后转入250 mL容量瓶中定容。
铁矿石中铁含量的测定（无汞法）
铁矿中全铁含量的测定（无汞法）一、实验目的1．掌握K2Cr2O7标准溶液的配制及使用。
2．学习矿石试样的酸溶法。
3．学习K2Cr2O7法测定铁的原理及方法。
4．对无汞定铁有所了解,增强环保意识。
5．了解二苯胺磺酸钠指示剂的作用原理。
二、实验原理K2Cr2O7直接配制标准溶液。
1．测定：Cr2O7 2－+ 6 Fe2++ 14H+===2Cr3++6 Fe3+ +7H2O2．预还原：2FeCl4- + SnCl42- + 2Cl- =====2FeCl42- + SnCl62-过量SnCl2：SnCl2 + 2HgCl2===== SnCl4 + Hg2Cl2（汞污染）3. 使用甲基橙指示SnCl2还原Fe3+：三、实验仪器和药品：铁矿石试样、K2Cr2O7 、浓HCl、100g/L SnCl2、50g/L SnCl2 、甲基橙指示剂、去离子水、二苯胺磺酸钠指示剂、磷硫混酸（将150 mL浓硫酸缓慢加入700 mL 水中，冷却后再加入150 mL 浓磷酸）250ml容量瓶、烧杯、玻璃棒、表面皿、锥形瓶若干、移液管、酸式滴定管、台秤、电光分析天平四、实验步骤1. K2Cr2O7标准溶液的配制准确称取0.65~0.70g左右已干燥的K2Cr2O7于小烧杯中，加水溶解，定量转移至250ml容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。
2. 铁矿中全铁含量的测定准确称取铁矿石粉1.5g左右于250 mL烧杯中，用少量水润湿，加入20 mL浓HCl溶液，盖上表面，在通风柜中低温加热分解试样，若有带色不溶残渣,可滴加20～30滴100g/L SnCl2助溶。
试样分解完全时，残渣应接近白色(SiO2)，用少量水吹洗表面皿及烧杯壁，冷却后转移至250ml容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。
移取试样溶液25.00mL于锥形瓶中，加8mL浓HCl溶液,加热近沸,加人6滴甲基橙,趁热边摇动锥形瓶边逐滴加人100g·L-1 SnCl2还原Fe3+。
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2Fe 3
SnCl
2 4
2Cl
2Fe 2
SnCl
2 6
Cr2O72 6Fe 2 14H 2Cr 3 6Fe 3 7H2O
其中有个关键问题是Fe3+是否全部转化为Fe2+
实验原理
Sn2+
实验原理
Fe3+
药品、仪器设备
使用仪器名称：酸、碱滴定管，移液管，锥形 瓶等。
K2Cr2O7标准溶液：减量法准确称取K2Cr2O7 0.6～0.7 g，用水溶解后转入250 mL容量瓶中 定容(为了减少环境污染，两人配制一份)。
建议： 先称量、溶解铁矿石，再做水硬度的实验！
边摇动锥形瓶边慢慢滴加10%SnCl2溶 液还原Fe3+至溶液呈淡黄色或近无色
淡粉色
立即流 水冷却
加3-4滴甲基橙使溶液显红色
边摇动边慢慢滴加1% SnCl2 至溶液变为
加50ml水、20ml磷混 酸、4滴二苯胺磺酸钠
立即用K2Cr2O7滴定至
平行滴定三份 稳定紫红色 计算W(Fe)
数据处理 以矿石中铁的质量百分含量(Fe%)表 示，保留四位有效数字。计算公式？ 表 2铁矿石中全铁含量的测定
中，滴至浅紫色时，剧烈摇动锥形瓶，近 终点时，切忌快速滴定！
实验 铁矿石中铁含量的测定
实验目的
✓ 1.掌握重铬酸钾标准溶液的配制及使用； ✓ 2.学习矿石试样的酸溶法和重铬酸钾法测定铁矿
石中铁的原理及方法； ✓ 3.熟悉掌握铁矿石中全铁的测定原理； ✓ 4.了解无汞定铁法，增强环保意识。
实验原理
问题与讨论
1. 在本实验中最好采用哪种基准物质来 标定EDTA？
2. 如果加入氨性缓冲溶液后，放置一些 时间再进行滴定，结果会怎样？
3. 本实验中，指示剂加得过少或过多， 结果会怎样？
注意事项
1.建议使用公用自来水样或准备足够的水样 2.不要平行移取三份试液，加入缓冲溶液后
放置 3.铬黑T指示剂用量适中（稍深的粉色） 4.近终点时，慢滴并剧烈摇动锥形瓶 5. 滴定终点：红色变为纯蓝色。滴定过程
封闭作用 解决方法：三乙醇胺掩蔽共存离子 滴定剂：EDTA标准溶液直接滴定
药品、仪器设备
1.EDTA溶液（0.02mol·L-1）； 2.NH3-NH4Cl缓冲溶液； 3.铬黑T指示剂（固体）； 4.仪器：酸、碱滴定管，移液管，锥形
瓶等。
实验步骤 （自来水总硬度的测定）
移液管移取
+5 mL氨性缓冲溶液
编号
1
2
3
m铁矿石/g
mK2Cr2O7/g cK2Cr2O7/(mol·L-1) VK2Cr2O7/g Fe的含量/%
平均值/%
相对偏差/%
相对平均偏差/%
问题与讨论
1. 用SnCl2还原Fe3+时，为什么SnCl2溶液 要趁热 逐滴加入？
2. 在滴定前加入H3PO4的作用是什么？加 入H3PO4后为什么立即滴定？
分析化学实验
自来水硬度的测定 铁矿石中铁含量的测定
实验目自的来水（总）硬度的测定
✓ 1.学会用络合滴定法测定水硬度； ✓ 2.了解水硬度的含义及其测定的实用意
义； ✓ 3.掌握铬黑T指示剂的使用条件和终点颜
色变化情况
实验原理
1.水的硬度主要决定于水中的钙盐和镁盐。
水硬度
水的总硬度(Ca2+,Mg2+总量) Ca2+ ,Mg2+硬度
3. 滴定过程中，溶液逐渐显绿色，该颜色 是何种物质产生的？
注意事项
1. 用SnCl2还原Fe3+ 时，要边滴边摇 2. 还原过程中，温度不能太低 3. 还原之前，准备50ml水、20ml硫磷混酸；滴
定管中滴定剂调至0.00附近 4. 剩余的重铬酸钾用还原剂处理后，回收！ 5. 使用硫磷混酸，小心！
实验步骤 （自来水总硬度的测定）
滴加20滴左右 10%SnCl2助溶
准确称取 铁矿样1~1.2g
+ 20 ml浓HCl分解试样
100mL烧杯
加热20~30 min分解完全 无L容量瓶
实验步骤
移取铁样 溶液25.00 ml
+ 12 ml 6 mol ·L-1 HCl溶液 加热至接近沸腾
注：必要时加三乙醇胺掩蔽剂掩蔽剂
实验原理
根据酸效 应曲线设计测 定自来水总硬 度和钙、镁硬 度的实验方案
Ca(OH)2: pKsp =4.9 Mg(OH)2: pKsp =10.4
实验原理
条件：pH＝10的缓冲溶液 指示剂：铬黑Ｔ 问题：Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等对EBT有
实验原理
2. 用络合滴定法测定水的总硬度时，可在pH＝10 的缓冲溶液中，以铬黑Ｔ为指示剂,用三乙醇胺掩 蔽Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等共存离子，再 用EDTA标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+总量。 计算式为：
水的总硬度 (CV )EDTA MCaCO3 1000（mg/L) V水样
50.00 ml自来水样 +铬黑T（绿豆粒大小）
250mL锥形瓶
立即用EDTA 标准溶液滴定
溶液由酒红色
变为纯蓝色为终点
平行滴定三份 计算总硬度
数据处理
表1 水总硬度的测定
实验序号 V自来水 (mL)
VEDTA (mL) 水的总硬度
平均值 相对偏差% 相对平均偏差%
I 50.00
II 50.00
III 50.00