铁矿中铁含量的测定

铁矿中铁含量的测定

作者：王利红（20096822）单位：09级应用化学2班

摘要：铁矿石中铁含量的测定，学习用酸分解矿石试样的方法掌握不用汞盐的重铬酸钾法测定铁含量的原理和方法，掌握不用汞盐的重铬酸钾法测定铁的原理和方法，了解预氧化还原的目的和方法。

综述：铁矿石试样可用6mol/L HCl溶解，溶液后生成有Fe3+、Fe2+离子。必须用还原剂将Fe3+预先还原为Fe2+，才能用氧化性K2Cr2O7标准溶液滴定。首先用SnCl2将大部分Fe3+还原成Fe2+。再用TiCl3定量还原剩余部分Fe3+，为了指示Fe3+完全还原成Fe2+，可采用靛蓝二磺酸钠为指示剂。

2Fe3+＋SnCl42-＋2Cl－－→2Fe2+＋SnCl42-（剩有Fe3+）

Fe3+（余）＋Ti3+＋H2O= Fe2+＋TiO2+＋2H+

当Fe3+定量的还原后过量1滴TiCl3溶液就会使溶液中作为指示剂的靛蓝二磺酸钠由氧化型（蓝色）变成还原型（无色）。稍过量的Ti3+，用少量Cu2+的为催化剂，在加水稀释后，可借助水中溶解的氧氧化，从而消除了过量的Ti3+。Fe3+离子试液在硫一磷混酸介质中，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定至溶液呈现紫色，即达终点。反应离子方程式如下：

6Fe2+＋K2Cr2O7＋14H+=6 Fe3+＋2Cr3+＋7H2O

由于滴定过程中生成黄色的Fe3+离子，影响终点的正确判断，故加入H3PO4，使之与Fe3+离子络合成无色的Fe(HPO4)2-络离子。这样既消除了Fe3+离子黄色的影响。又减少了Fe3+浓度，从而降低了Fe3+/ Fe2+电对的条件电极电位，使滴定时电位突跃增大，终点判断正确，反应也更完全。

关键词：重铬酸钾预氧化还原铁矿石铁屑铁含量测定仪器与试剂：6mol/L HCl溶液；SnCl210%溶液；TiCl34%溶液；0.4%CuSO4溶液；0.5%二苯胺磺酸钠指示剂；硫一磷混酸；0.25%的靛蓝二磺酸钠指示剂；0.01667mol/L K2Cr2O7标准溶液，常规玻璃仪器

实验方法：

K2Cr2O7标准溶液的配制：K2Cr2O7标准溶液可以用干燥后的固体K2Cr2O7 直接配制。称取1.2492g的K2Cr2O7，溶于250mL烧杯中，用玻璃棒充分搅拌后，在转移到250mL容量瓶中，定容后再上下摇动几次，然后放置在一旁。

铁屑中铁含量的测定：准确称取0.2g～0.5g铁矿石样品三份。分别置于250mL 锥形瓶中，加入150mL 6mol/L HCl，盖上表皿，低温加热溶解，至剩余残渣为

白色后浅灰色表示溶解完全，用少量水冲洗表皿及瓶壁，加热近沸，趁热滴加SnCl2溶液，至溶液程浅黄色，加入2滴靛蓝二磺酸钠指示剂，此时溶液为深绿色，放置3～5min，逐滴加入TiCl3溶液则由绿变蓝，再多加1滴至蓝色刚刚消失，再加入1滴CuSO4溶液，加水60～70mL放置待溶液呈稳定的蓝色，加入硫一磷混酸15mL，加2～4滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即用K2Cr2O7标准溶液滴定至稳定的紫色即为终点。

铁矿石中铁含量的测定：方法大致同上

实验结果：

铁屑中铁含量的测定

铁矿石中铁含量的测定

结果分析与讨论：

①溶解样品时，温度不能太高，不应沸腾，必须盖上表面皿，以防止FeCl

挥发

2

或溶液溅出，溶样时如酸挥发太多，应适当补加盐酸，使最后定溶液中的盐酸量不少于10mL

②氧化、还原和滴定时溶液温度控制在20～40o C较好，SnCl

如过量，应滴加少

２

溶液至溶液呈浅黄色。

量KMnO

4

③在酸性溶液中，Fe2+易被氧化，故加入硫一磷混酸后应立即滴定，一般还原后，

二十分钟以内进行滴定，重现性良好。

④要用硫磷混酸来进行溶解因为在滴定过程中不断地有Fe3+生成，Fe3+存在溶液中为黄色，对终点的观察有干扰。当加入磷酸，其可与Fe3+生成稳定的无色络合物Fe(HPO4)2-消除了Fe3+的影响；同时由于生成Fe(HPO4)2-络合物，降低了溶液中Fe3+的浓度，从而降低了Fe3+/Fe2+电极电位，使等电点的电位突跃增大，使Cr2O72-与Fe3+之间的反应更完全，而二苯胺磺酸钠指示剂较好地在突跃范围内显色，避免指示剂引起的终点误差。

⑤在预处理时为什么SnCl

2溶液要趁热逐滴加入。用SnCl

2

还原Fe3+时，溶液的温

度不能太低，否则反应速度慢，黄色褪去不易观察，易使SnCl

2

过量。

⑥在预还原Fe(Ⅲ)至Fe(Ⅱ)时，为什么要用SnCl

2和TiCl

3

两种还原剂。定量还

原Fe(Ⅲ)时，不能单独用SnCl

2。因SnCl

2

不能还原W(Ⅵ)至W(Ⅴ)，无法指示预

还原终点，因此无法准确控制其用量，而过量的SnCl

2

又没有适当的无汞法消除，

但也不能单独用TiCl

3

还原Fe(Ⅲ)，因在溶液中如果引入较多的钛盐，当用水稀

释时，大量Ti(Ⅳ)易水解生成沉淀，影响测定。故只能采用SnCl

2-TiCl

3

联合预

还原法。

参考文献：

《长钢》.第2151期第二版 .韩晓风

成都师范高等专科学校学报.1994年04期.杜德芝

第23卷第一期.冶金分析.吴政宙，张军华.张家港出入境检验检疫局