五 重铬酸钾滴定法测定铁(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。
铁矿石中铁含量检测方法探讨
铁矿石中铁含量检测方法探讨摘要：铁作为现代重工业建设、发展的必需品之一，它的价值和作用是不可替代的，对促进工业发展和提高人民生活质量发挥着重要的价值和意义，所以，为提高铁矿石的开采效率和价值，必须掌握铁含量的测定技术。
因为铁矿石中含铁量的测定技术是铁元素提炼的基础和前提，找到先进和环保的检测方法尤为重要。
基于此，本文将浅析铁矿石中铁含量的检测方法，望能够为相关人员提供浅浅的意见。
关键词：铁矿石；铁含量；检测方法引言：铁矿石作为钢铁工业的基本原料，用于高炉炼铁的铁矿石，要求其全铁（TFe）含量高于50%，而开才出来的原矿石中铁含量往往达不到，通过选矿富集才能得以提高。
自然界中已知的含铁矿石有300余种，但是就当前的冶铁技术，能够发挥最大工业价值的铁矿石却是不多的。
为了满足时代发展的钢铁需求，就需要将一些含铁量低的铁矿石进行冶炼、提纯，以求满足钢铁工业的基本需求。
基于此，本文将探讨铁矿石中铁含量的几种检测方法，为铁矿石的冶炼、提纯，提供一些浅浅的建议。
铁矿石的常规分析是做简项分析，即测定全铁（TFe）、亚铁、可溶铁等。
一、磺基水杨酸分光光度法（一）实验原理磺基水杨酸是分光光度法测定铁的有机显色剂之一。
PH=9~11.5的NHCl4-NH3·H2O.溶液中，Fe3+可以与磺基水杨酸发生化学反应，生成极为稳定的三磺基水杨酸铁黄色配合物。
三磺基水杨酸铁黄色配合物在碱性溶液中的最大吸收波长为420nm，故在此波长下测其吸光度。
（二）实验步骤步骤一，配置10%磺基水杨酸溶液；步骤二，测定溶液在420 nm下的吸光度；步骤三，在6只50ml容量瓶中,用移液管分别加入0. 00、1. 00、2. 00、3. 00、4. 00、5. 00浓度为0. 025mg/L的铁盐标准溶液,各加2ml10%磺基水杨酸溶液,滴加pH=9~11.5的NHCl4-NH3·H2O.缓冲溶液，直到溶液变成黄色，放置10min后于420 nm处测定吸光度，绘制标准曲线；步骤四，称取0.2g试样，置于30ml银坩埚中加入3g过氧化钠，混匀，再加1g过氧化钠覆盖。
酸溶无汞盐重铬酸钾容量法测定全铁
硫-磷混酸溶样重铬酸钾滴定法测定全铁1 方法提要试样以硫-磷混酸分解，在盐酸介质中，以氯化亚锡将大部分Fe 3+还原为Fe 2+后，再以三氯化钛将剩余Fe 3+全部还原为Fe 2+，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准溶液滴定。
本法可测定铁矿石>10%全铁。
2试剂2.1三氯化钛溶液（1+5）：取一份三氯化钛用5份1+4盐酸混匀。
2.2 氯化亚锡溶液 10%：称取10g 氯化亚锡（SnCl 2·2H 2O ）于烧杯中，加入20mL 浓盐酸，加热溶解，用水稀释至100mL ，混匀。
2.3钨酸钠溶液250g/L ：每100mL 体积加入5mL 浓磷酸。
2.4 K 2Cr 2O 7标准溶液：称取105℃烘干的0.8955g 基准重铬酸钾，溶于1000mL 水中，此液1mL 对0.1000g 试样相当于1%TFe 。
必要时用合适含量铁矿标样标定之。
2.5 硫磷混酸：1+12.6 二苯胺磺酸钠溶液：0.5%2.7盐酸：1+13分析步骤称取0.1000g 试样于250mL 三角瓶中，加少许水冲散试样，加10 mL 硫-磷混酸（2.5），放于预先预热20min 的电炉上加热分解，并加以摇动，以防试样粘底分解不完全，溶至白烟腾空至瓶颈处，取下放冷，加盐酸（2.7）20 mL ，加热至微沸，趁热滴加氯化亚锡（2.2）至三价铁离子的黄色变淡黄色但并未消失，用水冲洗杯壁，加水至100mL 左右，在水槽中冷却，加钨酸钠溶液（2.3）10滴，以三氯化钛溶液（2.1）滴定至兰色刚出现，放置至无色后，加二苯胺磺酸钠溶液（2.6）3滴，以重铬酸钾标准溶液滴定至稳定的紫色为终点。
4分析结果计算与表述：ω（TFe ）/10-2=100⨯⨯mV T 式中：T-标准重铬酸钾对铁的滴定度，g/mLV- 滴定消耗的重铬酸钾标准溶液的体积，mLm-试样质量，g5 注意事项5.1 溶样前电炉一定要预热，溶样时间不能过长，以防产生焦磷酸盐沉淀粘底使分析失败。
重铬酸钾法测定铁矿石中酸可溶铁的含量(无汞法)
(2) 1 mol/L H2SO4
In0’ = 0.85 V 0'Fe3+/Fe2+= 0.68 V -0.2% 终点提前 In0’ = 0.85 V 0'Fe3+/Fe2+= 0.44 V Fe(HPO4)2-
= 0'Fe3+/Fe2+ + 3 x 0.059 = 0.86 V (起点) (起点 起点) In0’ = 0.85 V 1 mol/L H2SO4 0.5 mol/L H3PO4
四、实验步骡 (1) K2Cr2O7标准溶液的配制 l.2~1.3 g K2Cr2O7 100 mL烧杯 mL烧杯
加水 解 定量 转移
计算浓度
250 mL容量瓶 mL容量瓶
(2) 样品的分析 0.8~1.0 g 400 mL烧杯 mL烧杯 1:1 HCl 5 mL溶解 mL溶解 加H2O 50 mL Na2WO4 4滴
= 0'Fe3+/Fe2+ + 3 x 0.059 = 0.62 V (起点) (起点 起点) In0’ 在突跃范围内
(3) Fe3+逐渐增多时，黄色加深，干扰 逐渐增多时，黄色加深， Fe3+ + H3PO4 = Fe(HPO4)2- 无色
无汞法 铁矿石
热浓HCl 热浓HCl Fe3+ SnCl2
三、仪器与试剂 HCl溶液：1:1水溶液 HCl溶液：1:1水溶液，约6 mol/L 水溶液， 溶液 SnCl2溶液：10%水溶液 溶液：10%水溶液 磷混酸： 硫-磷混酸： TiCl3溶液：3%水溶液 溶液：3%水溶液 Na2WO4溶液：25%水溶液 溶液：25%水溶液 二苯胺磺酸钠： 二苯胺磺酸钠：0.2% 水溶液 K2Cr2O7基准试剂：分析纯 基准试剂： 称量瓶，分析天平，滴定管， 称量瓶，分析天平，滴定管，烧杯
无汞测铁法(重铬酸钾法)
15滴钨酸钠溶液，用三氯化钛溶液滴至呈蓝色，再滴加重铬
→加2滴二苯胺磺酸钠溶液，立即用重铬酸 钾标准溶液滴至稳定的紫色→实验三次，记录数据。
酸钾溶液至无色
五、注意事项
1. 矿样中含碳量过高，妨碍滴定终点观察时，可预先将 矿样在 700℃～ 800℃高温炉中灼烧 10 ～ 15min ；或在硫磷 混酸溶样时，加5ml硝酸氧化碳。 2. 氯化亚锡不能过量，否则影响结果；如不慎过量，可 滴加1％ KMnO4溶液至浅黄色。 3. 氧化还原时的温度控制在20～40℃为好；温度低时， “钨蓝”褪色较慢；温度高时，钛易水解。 4. 试样含铜小于 0.5 ％时，“钨蓝”褪色后立即滴定， 对测定结果无影响；当试样含铜量大于0.5％时，需要预先分 离铜。
三、主要试剂和仪器
6. 二苯胺磺酸钠溶液(0.5％)。 7. 重铬酸钾标准溶液C(K2Cr2O7)＝0.008333mol/L： 称取2.4515g预先在150℃烘干1h的重铬酸钾(基准试剂) 溶于 100ml 水中，移入 1000ml 容量瓶中，用水稀释至 刻度，摇匀。 8. 重铬酸钾溶液：取一定量的重铬酸钾标准溶液(2. 7)稀释三至四倍。
Hale Waihona Puke 六、实验数据记录表格编号
m铁矿石 /g VK2Cr2O7 初读 数 /mL VK2Cr2O7 终读 数 /mL
1
2
3
七、实验数据处理结果
编号
m铁矿石 /g VK2Cr2O7 /mL Fe的含量 /% 平均值 /% 相对偏差 /% 相对平均偏差 /%
1
2
3
八、实验思考题
1. K2Cr2O7为什么可以直接配制准确浓度的溶液？
一、实验目的
1.学习重铬酸钾容量法测定铁矿石中铁的原理和 操作步骤。 2.了解无汞定铁法，增强环保意识。
重铬酸钾—无汞盐法测定铁矿石中铁的含量
•
经 典 方 法 的 不 足
. mg/l
mg
重铬酸钾—无汞盐法
• 试样用硫磷混酸溶解后，先用SnCl2还原大部 分的三价铁，接着用TiCl3定量还原剩余的三价 铁，当三价铁定量还原为二价ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ后，过量一滴 TiCl3 既可使溶液中作为指示剂的六价钨还原 为蓝色的五价钨。接着用重铬酸钾标准溶液滴 定至溶液呈现稳定的紫红色即为终点。 • 其重要反应式如下： • PW12O403--------PW12O404------PW12O405• 2Fe3+ +SnCl42-+2Cl-====2Fe 2+ +SnCl62• Fe3+ +Ti 3+ +H2O ====Fe 2+ +TiO 2+ +2H +
• (2)（Fe2O3）%=(0.0443×0.0030×2+0.02×0.0025) • ×159.69/0.20×2=12.61% • (Fe)%=6×0.01×0.0223×55.847/0.20=37.36%
• (3)经典的K2Cr2O7法与无汞法的主要区 别在于： • 原理上：前者是利用间接滴定法但却因 此引入了汞离子，而后者是利用了直接 滴定法但由于单独使用SnCl2或 TiCl3 溶液还原三价铁离子的效果都不佳故采 用SnCl2—TiCl3联合还原。 • 方法上：由于后者采用了SnCl2—TiCl3 联合还原法故可用钨酸钠来指示三价铁 被还原的终点
• 试题所考知识点 ：不同类型的氧化还原滴定法及指 示剂的应用；合理固体试样溶解剂的选择。 • 试题： • 称取0.20g试样，用硫磷混酸溶解完全后10%SnCl2 溶液 滴定至溶液呈浅黄色，消耗溶液体积3.0ml， 后加入1ml 10%NaWO4,滴加0.02mol/lTiCl3溶液至 出现稳定的钨蓝，消耗溶液体积为2.5ml，之后用 0.01mol/l K2Cr2O7 标准溶液滴定（以二苯胺磺酸 钠为指示剂）至溶液呈现稳定的紫红色为止，消耗 溶液体积为22.3ml。试问： • (1)试样为什么要用硫磷混酸来进行溶解？ • (2)计算试样中的全铁量及三氧化二铁的含量？ • (3)经典的K2Cr2O7法与无汞法测定矿石中铁含量在 原理和方法上有何不同？
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）。
无汞重铬酸钾-自动电位滴定法准确测定矿石中的全铁含量
无汞重铬酸钾-自动电位滴定法准确测定矿石中的全铁含量赵怀颖;温宏利;夏月莲;巩爱华;马生凤【摘要】铁矿石样品采用Na2O2碱熔进行前处理,自动电位滴定法准确测定矿石中全铁的含量.对于样品溶液Fe3+的还原方式,考察了SnCl2-HgC12、SnC12、TiC13、SnCl2-TiCl3四种方式,确定选用SnCl2-TiCl3联合还原,不仅避免了有毒试剂的使用,而且滴定终点电位突跃明显.自动电位滴定法的相对误差(RE)为0.13％,精密度(RSD)为0.22％,优于手动滴定法,避免了手动滴定受终点颜色判断误差、分析者水平等因素影响的不足.将建立的SnCl2-TiCl3-K2Cr2O7自动电位滴定法应用于6个铁含量大于30％的矿石标准物质分析,RE＜0.2％,RSD＜0.3％(n=10).该方法对于钒钛磁铁矿样品GBW07226a、GBW07224无需分离,可直接测定,样品分解方法简单快捷,适用性强,样品不会飞溅且分解完全,适用于需要较高准确度的铁矿石尤其是高含量铁矿石样品的分析工作.%For iron ores, this paper discusses an alkali fusion method of sodium peroxide to resolve the ores without splash and complete decomposition. Four methods of reducing Fe3+ to Fe2+ are also discussed, using stannous chloride and titanium trichloride as this not only avoids the use of toxic reagents, but also has a clearly potential jump at the end of the titration. Finally, the manual titration method is replaced by an automatic potentiometric titration to avoid manual errors, such as the judgement of the end of titration by colour and the level of experience of the analyst. The relative error can be reduced to 0. 13% and the relative standard deviation is 0. 22%. A new SnCl2 - TiCl3 - K2 Cr2 O7 automatic potentiometric titration method has been developed. It has been applied to detect six National Standard Reference iron ore samples where thecontent of iron is higher than 30% and the relative error is lower than 0. 2% , the relative standard deviation being lower than 0. 3% (n = l0). The magnetite GBW 07226a and GBW 07224 with high vanadium and titanium can be determined directly in one step. This new method is suitable to determine iron ores especially high content iron ores which require higher accuracy and is simple and fast to perform.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】6页(P473-478)【关键词】矿石;全铁;自动电位滴定法;重铬酸钾【作者】赵怀颖;温宏利;夏月莲;巩爱华;马生凤【作者单位】国家地质实验测试中心,北京100037;国家地质实验测试中心,北京100037;国家地质实验测试中心,北京100037;国家地质实验测试中心,北京100037;国家地质实验测试中心,北京100037【正文语种】中文【中图分类】O655.2;O614.811在贸易和工业上，对于铁矿石的质量评价一般取决于少数几个分析样品，因此铁含量的准确测定具有很大的现实和经济意义。
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SnCl 2 析出 Hg Cl (白色丝状) HgCl 2 氧化过量的 2 2
H3PO4 指示剂
K 2Cr7 2O 滴定
紫色
经典的有汞 法定铁
a. 无色Fe(HPO4)2-配合物, ↓[Fe3+]，突跃范围变成0.71-1.34V。
b. 消除了FeCl4-黄色对终点观察的干扰。
c. 同时也起到调节酸度的作用。
实验内容
1. 重铬酸钾溶液的配制 2. 铁试液中铁含量的测定 3. Na2S2O3溶液的配制
实验内容
1.重铬酸钾溶液的配制
cK 2Cr2O7
实验目的
1.掌握K2Cr2O7基准溶液的配制及使用 2.掌握K2Cr2O7法测定铁的原理及方法 3.了解无汞定铁的方法，加强环保意识 4.掌握指示剂二苯胺磺酸钠的作用原理
1. 重铬酸钾法特点
(1) K2Cr2O7是较强的氧化剂，在酸性条件下使用 (2) K2Cr2O7氧化能力没有KMnO4强 (3) K2Cr2O7容易提纯
2. 铁试液中铁含量的测定
10mL水 10.00mL试液 锥形瓶 10mL(1+1)HCl 加热近沸 溶液变 为淡粉色 6滴甲基橙
溶液由红变橙
再慢慢滴加 50g· -1SnCl2 L
趁热边摇边逐滴加 入100g· -1SnCl2 L
再摇几下 粉色 褪去
50mL去离子水
10mL硫磷混酸
4滴二苯胺磺 酸钠指示剂 立即K2Cr2O7滴定
4
2 4
2 4
2 6
CH 3 2 NC6 H 4 N NC6 H 4SO 3 Na（甲基橙） 2H CH 3 2 NC6 H 4 NH - NHC6 H 4 SO 3 Na（氢化甲基橙） 2H CH 3 2 NC6 H 4 H 2 N N, N二甲基对苯二胺） （
NH 2 C 6 H 4 SO 3 Na（对氨基苯磺酸）
氧化还原滴定指示剂
1. 氧化还原指示剂
In(O) + ne = In(R) 氧化型颜色 还原型颜色
2．自身指示剂
例如KMnO4
3. 显色指示剂
例如，可溶性淀粉
为什么加入H3PO4？
滴定突跃范围为：0.93～1.34 V
EIn' 0.84V
(4) K2Cr2O7标准溶液非常稳定，可以长期保存
(5) 可溶性六价铬有毒，注意废液的回收。
实验原理
2 Cr2 O 7 6Fe 2 14H 2Cr 3 6Fe 3 7H 2 O
ECr O 2 /2Cr 3 1.33 EFe 3 / Fe 2 0.77
2 7
K2Cr2O7滴定法测定铁
试样 Fe , Fe
HCl ,加热
3 2
Fe2
SnCl 2
甲基橙
H3PO4 指示剂二苯胺磺酸钠
紫色
K 2Cr2O7滴定
SnCl2—甲基橙（无汞定铁法）
预处理——甲基橙指示SnCl2还原
2FeCl SnCl 2Cl 2FeCl SnCl
Na2S2O3不能直接配制标准溶液 配制Na2S2O3标准溶液，需用新煮沸冷却的蒸馏水 并加入少量Na2CO3 （半勺）储于棕色瓶中。
两人配制1000 mL 0.1mol· -1，贴上标签、统一存放。 L
思考题
1、K2Cr2O7为什么可以直接配制准确浓度的标准溶液？ 2、以K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+时，加入磷酸的作用是什 么？
紫色
平行测定至少5次
数据处理要求 实验数据求出溶液中铁的浓度
ρ =
mg· -1 mL
注意事项
1. 盐酸浓度 4 ~6 mol· -1 L 2. SnCl2还原Fe3+在热溶液中进行 3. SnCl2先浓后稀 4. 颜色的变化，出现淡粉色 5. 立即K2Cr2O7滴定
3.Na2S2O3溶液的3; 时为什么要在热溶液中进行？SnCl2 过
量对测定结果是否有影响？怎样避免SnCl2的过量？ 4．滴定时溶液的酸度应保持在什么范围内？酸度过高或过 低对滴定有什么影响？
实验要求
为了避免污染，洗涤的重铬酸钾溶液要求回 收，配制的K2Cr2O7溶液全部用完！
回收！！
铁矿石分解注意问题
c1
6
m M K 2Cr2O7V
m 1 ( M K 2Cr2O7 )V 6
K 2 Cr2 O7
c1
6
K 2Cr2O7
6cK 2Cr2O7
c1
6
K 2Cr2O7
0.05000 L1 mol
cK2Cr2O7 0.008333 L1 mol
每人配制250.0mL 溶液
m cVM K 2Cr2O7 0.05000molL1 0.2500L 1 294.18g mol1 0.6129g 6
1 2 3 4
低温加热分解 FeCl3易挥发（加热至沸蒸气呈褐色） Cu2+、Mo(VI)、As(V)、Sb(V)被SnCl2还原，又被K2Cr2O7氧化 偏硅酸存在时需用HF-H2SO4分解
必要时加入NaF或者SnCl2助溶
2. K2Cr2O7法铁矿石中全铁的测定(SnCl2-HgCl2)
试样 HCl , 分解 SnCl 将Fe3 还原为Fe 2 2过量 加热