Revised实验24重铬酸钾的制备.docx

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Revised实验24重铬酸钾的制备

Revised-实验24：

重铬酸钾的制备

衡阳师范学院教师备课讲义

实验名称：

重铬酸钾的制备

——固体碱熔氧化法

一、实验目的与要求：

1、学习固体碱熔氧化法从铬铁矿粉制备重铬酸钾的基本原理和操作方法。

2、学习熔融、浸取。

3、巩固过滤、结晶和重结晶等基本操作。

4、运用容量分析方法测定产品含量。

二、教学重点与难点：

重点：

1、用固体氢氧化钠做助熔剂，在强碱性条件下，用强氧化剂将Cr（III）氧化成易溶于水的铬酸盐，最后利用复分解反应制得K2Cr2O7。

2、熔融、浸取的操作。

3、运用容量分析方法测定产品含量。

难点：

1、碱熔氧化、熔融、浸取、酸化和复分解结晶操作。

2、容量分析法测定产品含量。

三、教学方法与手段：

讲授法；演示法

四、教学课时:

4课时

五、课的类型：

实验课

六、实验原理：

（一）、以精选后的铬铁矿为原料

在熔融碱中，用强氧化剂氯酸钾氧化铬铁矿中的主要成分亚铬酸铁[Fe（CrO2）2]，得到易溶于水的铬酸盐：

6FeO·Cr2O3+12Na2CO3+7KClO3

12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12CO2↑

6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3

12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O

同时，Al2O3、Fe2O3、SiO2转变为相应的可溶性盐：

Al2O3+Na2CO3==2NaAlO2+CO2↑

Fe2O3+Na2CO3==2NaFeO2+CO2↑

SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2↑

用水浸取熔体：

NaFeO2+2H2O→NaOH+Fe（OH）3↓

过滤，弃渣，将滤液的pH调到7～8：

NaAlO2+2H2O==Al（OH）3↓+NaOH

Na2SiO3+2H2O==H2SiO3↓+2NaOH

过滤，将滤液酸化：

2CrO42－+2H+

Cr2O72－+H2O

利用复分解反应制取K2Cr2O7：

Na2Cr2O7+2KCl==K2Cr2O7+NaCl

（二）、以Cr2O3为原料

在熔融碱中，用强氧化剂氧化Cr2O3，得到易溶于水的铬酸盐，反应如下：

Cr2O3+2Na2CO3+KClO3=2Na2CrO4+KCl+2CO2↑

Cr2O3+4NaOH+KClO3=2Na2CrO4+KCl+2H2O

将熔融物用水浸取、抽滤，再将滤液酸化，使其转变为重铬酸钠。

2CrO42－+2H+

Cr2O72－+H2O

加入氯化钾，发生复分解反应，使Na2Cr2O7转变为K2Cr2O7。

蒸发、冷却、K2Cr2O7因溶解度小而结晶析出。

抽滤、干燥、得产品重铬酸钾。

Na2Cr2O7+2KCl==K2Cr2O7+NaCl

（三）、产量分析

称取一定质量的产品（

），加水溶解并定容（体积为

）。

取一定量的产品溶液（

），用稀H2SO4酸化，加入适量KI，以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液（

）滴定至亮绿色。

根据消耗的Na2S2O3的用量（

），计算产品纯度。

有关反应和计算式如下：

K2Cr2O7+6KI+7H2SO4==Cr2（SO4）3+4K2SO4+3I2+7H2O

2Na2S2O3+I2==Na2S4O6+2NaI

K2Cr2O7%=

七：

实验用品：

固体药品：

铬铁矿粉（或Cr2O3），KClO3，NaOH，KI，KCl，Na2CO3

液体药品：

H2SO4硫酸（2mol/L，3mol/L，6mol/L），Na2S2O3（0.1mol/L或0.005mol/L），无水乙醇，淀粉指示剂（0.2%）

仪器：

铁坩锅、水浴锅、蒸发皿、抽滤装置、烧杯、坩埚钳、泥三角、碘量瓶、移液管、容量瓶、碱式滴定管，研钵。

八：

基本操作：

1、固体的溶解、过滤、结晶

2、移液管、容量瓶的使用和滴定操作

九、实验内容：

1、氧化焙烧

加完后，强热30～35min，稍冷几min后，将坩埚置于冷水骤冷。

2、熔块提取

在坩埚中

加热煮沸，将溶液→100mL烧杯（重复3～4次）

碘量法的反应实质，是碘分子在反应中得到电子，碘离子在反应中失去电子。

半反应式：

I2＋2e

2I－或2I－－2e

I2

2、滴定方式

I2/I－电对的标准电极电位大小适中，即I2是一不太强的氧化剂，I－是一不太弱的还原剂。

（1）凡标准电极电位低于

的电对，它的还原形便可用I2滴定液直接滴定（当然突跃范围须够大），这种直接滴定的方法，叫做直接碘量法。

（2）凡标准电极电位高于

的电对，它的氧化形可将加入的I－氧化成I2，再用Na2S2O3滴定液滴定生成的I2量。

这种方法，叫做置换滴定法。

（3）有些还原性物质可与过量I2滴定液起反应，待反应完全后，用Na2S2O3滴定液滴定剩余的I2量，这种方法叫做剩余滴定法。

3、滴定反应条件

（1）直接碘量法只能在酸性、中性及弱碱性溶液中进行。

如果溶液的pH＞9，就会发生下面副反应：

I2＋2OH－→I－＋IO－＋H2O

3IO－→IO3－＋2I－

（2）间接碘量法是以

I2＋2e

2I－

2S2O32－－2e→S4O62－

—————————————

I2＋2S2O32－→2I－＋S4O62－

反应为基础的。

这个反应须在中性或弱酸性溶液中进行；在碱性溶液中有下面副反应发生：

Na2S2O3＋4I2＋10NaOH→2Na2SO4＋8NaI＋5H2O

在强酸性溶液中，Na2S2O3能被酸分解：

S2O32－＋2H+→S↓＋SO2↑＋H2O

如果在滴定时注意充分振摇，避免Na2S2O3局部过剩，则影响不大。

（3）应用置换法测定不太强的氧化剂的含量时，为了促使反应进行完全，常采取下列措施：

a增加I－浓度以降低

值。

b生成的I2用有机溶剂萃取除去以降低

值。

c增加H+浓度以提高含氧氧化剂的

值。

4、碘量法的误差来源主要有二：

（1）碘具有挥发性。

（2）碘离子易被空气所氧化。

（三）指示剂

1、I2自身指示剂在100ml水中加1滴碘滴定液（0.1mol/L），即显能够辨别得出的黄色。

2、淀粉指示剂淀粉溶液遇I2即显深蓝色，反应可逆并极灵敏。

（1）淀粉指示剂的性质及注意事项

a温度升高可使指示剂灵敏度降低。

b若有醇类存在，亦降低灵敏度。

c直链淀粉能与I2结合成蓝色络合物；支链淀粉只能松动的吸附I2，形成一种红紫色产物。

dI2和淀粉的反应，在弱酸性溶液中最为灵敏。

若溶液的pH＜2，则淀粉易水解成糊精，而糊精遇I2呈红色，此红色在间接法时随达终点亦不易消失；若溶液的pH＞9，则I2因生成IO－而不显蓝色。

e大量电解质存在能与淀粉结合而降低灵敏度。

f若配成的指示剂遇I2呈红色，便不能用。

配制时，加热时间不宜过长，并应迅速冷却以免其灵敏性降低。

淀粉溶液易腐败，最好于临用前配制。

（2）使用淀粉指示剂时应注意加入时间

a直接碘量法，在酸度不高的情况下，可于滴定前加入。

b间接碘量法则须在临近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘被淀粉表面牢固地吸附，不易与Na2S2O3立即作用，致使终点迟钝。