碘量法测定CuO含量.doc

碘量法测定锈蚀产物中CuO的含量摘 要本论文在实验的基础上介绍了碘量法测定锈蚀产物中CuO含量的基本原理及方法。在实验中，选用的是华电铁岭发电有限公司的过热器管，其为铜管。取样时，采用了挤压采样方法，先收集样品，后进行研磨、垢样的制备。论文从碘量法的基本概念、锈蚀产物试样的制备、实验药品准备、标准溶液配制及标定、实验的基本原理、实验基本方法到结果分析，面面俱到，但也有很多不足。在实验过程中由于经验不足，对试样进行分解时出现了问题，先后进行两类不同的分解过程：一类为用分解铜合金试样方法分解锈蚀产物，另一类为用酸溶法分解锈蚀产物。因此，本论文进行了两类不同的实验过程，并进行了结果分析。两次实验的结果偏差较大，但在实验过程中，实验员已经做到使实验误差尽量缩小。关键字 碘量法，锈蚀产物，分解试样，CuO含量目 录 摘 要11 引言22 碘量法32.1 碘量法的基本概念32.2碘量法的特点42.2.1 指示剂42.2.2 标准溶液42.2.3 碘量法的反应条件52.3 Cu2+的碘量法测定63 锈蚀产物的采集63.1 水垢、积盐、水渣和腐蚀产物63.1.1 水垢73.1.2 积盐73.1.3 腐蚀产物73.1.4 水渣73.2 垢样的采集与保存73.2.1 垢样的部位83.2.2 采样的数量83.2.3 垢样的采集方法83.2.4 垢样的保存83.3 垢样的制备与分解93.3.1 垢样的制备93.3.2 垢样的分解94 碘量法测定锈蚀产物中CuO的含量114.1 碘量法测定锈蚀产物中CuO含量的实验原理114.2 主要试剂114.3 实验步骤114.3.1 Na2S2O3溶液的标定124.3.2 锈蚀产物中CuO含量的测定13结 论15致 谢16参考文献17- 19 -1 引言本次设计选择用碘量法来进行测定锈蚀产物中CuO的含量。碘量法是氧化还原滴定法的一种，分为直接碘量法和间接碘量法。直接碘量法，利用碘做标准溶液直接滴定一些还原性物质的方法；间接碘量法，利用碘离子（I-）的还原性（一般使用KI）与氧化性物质反应生成游离的碘，再用还原剂（Na2S2O3）的标准溶液滴定，从而测定出氧化性物质的量。间接碘量法是以过量碘离子与氧化性物质反应，析出与氧化性物质等物质的量的碘，然后再用硫代硫酸钠标准溶液滴定。这一反应是碘量法的基础。测定锈蚀产物中CuO含量时选用间接碘量法，先将锈蚀产物中CuO转化为Cu2+，Cu2+作为氧化剂与I-反应。碘量法终点判断：淀粉作指示剂，直接碘量法的终点是从无色变为蓝色；间接碘量法的终点是从蓝色变无色。即淀粉吸附化合物 吸附化合物淀粉 （无色） （蓝色） （蓝色） （无色）淀粉溶液应在接近滴定终点时加入，如果过早加入，淀粉会吸附较多的I2，使滴定结果产生误差。碘量法的误差来源：一是碘具有挥发性，易损失；二是碘离子在酸性溶液中易被来自于空气中的氧氧化而析出碘。因此用碘量法测定时，应在碘量瓶中进行，并应避免阳光照射。为减少碘离子与空气的接触，滴定时不宜过度摇动。2 碘量法2.1 碘量法的基本概念利用I2的氧化性和I-的还原性进行滴定分析的方法，叫做碘量法，是氧化还原滴定法中应用比较广泛的一种方法。2.2 碘量法的特点碘量法的基本反应为：I2+2e-D2I-I2是一种较弱的氧化剂，利用标准溶液可以直接测定某些强还原剂，如S2-、S2O32-、AsO33-、SbO33-、Sn2+等。有时把这种方式叫做碘滴定法。与此对应，I-是一种中等强度的还原剂，能与一般氧化剂作用，析出计量的I2，然后用Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2，基本反应为I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。这种方式叫做滴定碘法，应用范围远大于碘滴定法。2.2.1 指示剂碘量法中通常用淀粉作指示剂。淀粉与形成蓝色络合物，当c(I2)=10-5mol/l时，其蓝色仍很明显。影响指示剂的因素有： （1） 温度温度升高，灵敏度降低，50时灵敏度只有25时的。（2）I-的浓度只有当c(I-)410-5mol/l时，才能使c(I2)10-5mol/l的I2与淀粉显蓝色。（3）酸度淀粉指示剂咋弱酸溶液中最灵敏。PH9时，I2变成IO-而不显色。（4）溶剂若有醇类存在，灵敏度会降低，在50%乙醇中则不显色。（5）电解质大量电解质会与淀粉结合而使指示剂灵敏度降低。2.2.2 标准溶液碘量法中常用两种标准溶液，各有其特点，配制、贮存、使用时均需注意。（1）I2标准溶液用升华法可制的纯碘，纯碘能用来直接配制标准溶液。但通常都是用市售纯度的碘，先配成近似浓度，然后标定其准确浓度。I2在水中的溶解度很小，且易挥发，故实际上都是先将I2溶于溶液中，然后再冲稀至所需浓度（冲稀后KI的浓度应保持为2%4%）。I2溶于KI时形成三碘络离子I3-，既增大了I2的溶解度，又降低了其挥发性。I2标准溶液应贮存在棕色玻璃塞细口瓶中（绝不能用胶塞，也不能用带胶管的碱式滴定管）。使用时应尽量减少开口时间，以免挥发损失。溶液应保持中性或弱碱性，因为酸或碱都能促使其变化：4I-+O2+4H+=2I2+2H2OI2+2OH-=IO-+I-+H2OI2标准溶液的浓度可用As2O3基准物质或Na2S2O3标准溶液标定。（2）Na2S2O3标准溶液结晶Na2S2O35H2O一般都含有少量杂质，故常用标定法配制。Na2S2O3溶液不稳定，容易分解。影响其稳定性的因素很复杂，主要是：酸度Na2S2O3在PH=9时最稳定，酸或碱度过大均会促其变化：S2O32-+H+=HSO3-+S（水中CO2即可引起此反应）S2O32-+ O2+2OH-=2SO42-+H2O空气空气中的微生物和O2均可促其分解生成SO42-和S单质。所以，配制Na2S2O3标准溶液时要用新煮沸而又冷却的蒸馏水，以赶走CO2，杀死细菌；加入少量Na2CO3和HgCl2（0.01g/l），以调节酸度，抑制细菌。溶液贮于棕色瓶，置于暗处，过810天以后再标定。2.2.3 碘量法的反应条件进行碘量法测定时，由于I2易挥发，I-易被空气氧化，Na2S2O3不稳定，以及其它副反应的存在，会造成严重误差。为此，操作时，尤其是在在滴定碘法中，必须十分重视实验条件的控制。(1) 溶液的PHI2与S2O32-的反应应当在中性或弱酸性溶液中进行。绝不能在碱性溶液，亦不易在强酸中进行。碱或强酸会引起副反应： 强碱中 S2O32- +4I2 + 10H+ = 2SO42- + 8I-+ 5H2O3I2 + 6OH- = IO3- + 5I- + 3H2OS2O32- + 2O2 + 2OH- = 2SO42- + H2O强酸中 S2O32- + 2H+ = SO2 + S + H2O4I- + 4H+ + O2 = 2I2 +2H2O但在滴定碘法中，为使待测的氧化性组分与反应完全，常需要较高的酸度。因此，当该反应完全后必须用水冲稀，或加入适当的缓冲剂，以降低溶液的酸度c(H+)0.4mol/l，适应滴定反应的要求。（2）过量KI必须保证有过量KI存在，保证I2变为I3-，以增大I2的溶解度，降低其挥发性，加快反应速度，提高反应的完全程度。同时有利于提高指示剂的灵敏度。（3）温度一般都在室温时滴定，不要加热，以免I2挥发损失。（4）滴定前的放置时间KI与待测的氧化性物质反应，速度一般较慢，为使反应完全，加入KI后要放置一段时间。但放置时间不要过长（一般不超过5min），随后就应立即进行滴定。否则，过量的KI将被空气氧化成I2。放置时要置于暗处，瓶口要加盖。（5）指示剂加入的时间用Na2S2O3滴定I2时，要等滴至I2的黄色很浅时再加淀粉，然后再滴至蓝色消失。过早加入淀粉，它与I2形成的蓝色络合物与的Na2S2O3反应速度较小，往往会滴过量。（6）摇动速度一般滴定过程中总是要求充分摇动被滴溶液。但在滴定I2时，开始要摇慢、轻摇，以防I2挥发（但也一定要摇匀，否则局部过量的Na2S2O3会自行分解）。当I2的颜色已经很浅，并且加了淀粉以后，则应充分剧烈摇动。2.3 Cu2+的碘量法测定在碘量法的应用中，碘滴定法应用范围有限，滴定碘量用途很广，现以Cu2+的测定为例说明。（1） 测定步骤及基本反应将酸性试液煮沸，加尿素，用NH3H2O调至中性，加氟氢化氨溶液，过量的KI ，用Na2S2O3滴至微黄色，加NH4SCN及淀粉指示剂，继续滴至蓝色消失。反应： 2Cu2+ + 2I- + 2SCN- = Cu2(SCN)2 + I2适用范围： 适于氧化物或硫化物矿中铜的测定。（2） 滴定碘法的基本反应I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-（3） 根据实验中消耗硫代硫酸钠含量计算其中Cu2+含量。测定过程中应操作严谨、终点判断准确，以使实验结果误差缩小。3 锈蚀产物的采集3.1 水垢、积盐、水渣和腐蚀产物3.1.1 水垢在热力设备和水接触的界面上形成的固体产物统称为垢。严格地说，此垢是由于水质不纯而沉积出来的产物。水中的杂质包括：常温下溶于水而高温下不溶于水的物质，因温度升高而析出，即所谓纯净的垢；水中的悬浮杂质的沉积，如锈蚀产物等。纯净的水垢是不多见的，往往其中夹杂着腐蚀产物与其一起沉积在受热面上，其中最多见的是金属氧化物，如氧化铁。在机组参数越来越高，水质要求越来越严的情况下，水垢的主要成分是氧化物。常规水垢本应是白色或灰色的，质地致密、硬而脆，但在较大型的锅炉水冷壁上见到的水垢，往往是红棕色的、较松软的，这说明此水垢是垢与腐蚀产物的结合物。3.1.2 积盐在热力系统中，蒸汽所携带的盐类（可溶或难溶），在温度降低、蒸汽流速降低或通道受阻的情况下，这些盐类析出或沉积在设备表面成为盐垢，这个过程称为积盐。如气轮机的调速气门、气轮机的叶片上时有盐垢。纯净的盐垢应呈白色松软状，能溶于水。但纯净的盐垢又是很少有的，往往夹杂着难溶的硅化物，特别是高压锅炉，其产生的蒸汽更容易携带硅酸盐。硅酸盐垢是难溶或不溶于水而且质地坚硬、很难去除的垢，常与盐垢混在一起。盐垢多出现在带有汽包锅炉的机组上，特别是带有中压锅炉的机组，因为这类锅炉使用磷酸盐进行锅炉水处理。3.1.3 腐蚀产物热力设备的金属材料在运行过程中受到多种因素的影响而被腐蚀，生成的产物统称为腐蚀产物，一般他们与水垢同时沉积下来，其量大时，也沉积于水流速度缓慢的部位与水渣共存。3.1.4 水渣锅炉水中析出的呈悬浮状态的固体物质，逐步在锅炉运行中沉积于水流速度缓慢的部位，如连续排污管中、下联箱排污管中。另外机组大修后由于清洗不彻底，留存的污物亦成水渣积存。水渣与腐蚀氧化物经常同时存在，往往由于水渣的积存不能及时排出，会造成更严重的垢下局部腐蚀。3.2 垢样的采集与保存垢和腐蚀产物都是沉积在受热面上的一层较致密而且又很薄的物质，很难轻而易举地取下来，并且取够所需的量。还有一些局部受热面的代表性很强，必须在该处进行检查并采取垢样，为此采用割管取样检查。但这种方法的采样面积很小，不可能大面积的割开管取样，这就限制了取样的量，而且几克垢样显的非常宝贵、重要。因此对垢样的采集有以下一些规定。3.2.1 垢样的部位热力设备中凡是垢和腐蚀产物聚集的地方，都属于采样部位。考虑到热力设备的种类繁多、参数不一致，垢和腐蚀可能在多处发生。为了选择最有代表性的采样点，应由化学人员根据热力设备结垢、腐蚀的实际情况，热力设备的运行工况和历史状况以及有关规程、制度来确定。在确定了采样部位的基础上，对热负荷相同或对称部位，则可多点采集等量的单个试样，混合成平均样。但对颜色、硬度程度明显不同的垢和腐蚀产物，即使是同一部位，也应分别采取单个试样进行化验分析。3.2.2 采样的数量确定采样数量的原则是首先要保证能够做平行试验的样品量，其次要有足够的留存量，最后应当对第一次试验结果有疑问时用于校正试验的量。因此每一种样品的量应大于4克。对片块状、色泽很不均匀的垢样，更应多取一些，一般在10克左右。对于个别部位，其垢样有一定的代表性或疑问很多，必须采集，可是量又极少，不能满足要求时，不应因量不足而不采取样品，应尽量多取，试验时可对垢样做特殊处理(做光谱测定等)。3.2.3 垢样的采集方法3.2.3.1 刮取样品刮取样品时，可使用普通钢、不锈钢、竹片或其他非金属薄片制成的小铲、小刀，也可用小毛刷、毛笔等刷扫。这些小工具都是根据具体情况自己制造的。金属的小刀铲不能过于钝或锐利，钝了铲不下垢来，锐利又易损伤管壁而污染垢样。刮取垢样不能过急，要有耐心，这样才能保证垢样的代表性。例如对一层水垢，应当刮取上、中、下三个层次，过急的刮取虽然快，但有可能对下层水垢取量不足或损伤管壁。3.2.3.2 挤压采样割管采样时，若试样不易刮取，可用车床先将割下的管样尽可能地车到最薄，然后用人工、虎钳等工具，挤压弯折管样，使金属变形后而垢样自己脱落下来，之后收集垢样。3.2.4 垢样的保存为便于查对或校对，不论是何种垢样，都应对其较长地保存。保存期要在一年以上，对分析意见不统一、成分定不准的垢样更应长期地保存，直至意见取得一致，经多次校验，成分确定后，才能处理留样。存放的垢样可以是研制后的粉末，也可以是原取的状态。应装入小广口瓶中，粘贴上标签，标签上必须注明垢样所在的热力设备名称、采样部位、采样日期、采样原因(大修、事故或其他) 、采样者姓名等事项。垢样应放于专门的存放柜内并保持干燥，还应有原始记录和化验台帐。3.3 垢样的制备与分解3.3.1 垢样的制备垢样的制备就是将采集的垢样、水渣、腐蚀产物及盐垢，研制成细度能全部通过120目筛的混合均匀的试验用样品。其步骤如下：(1)垢样是潮湿的，应放在室温下24h使其自然干燥。在干燥过程中不要用热风吹，而最好是将垢样放在自然通风良好的地方。(2)若垢样(包括水渣、腐蚀产物等，以下同)大于8g，则首先用人工将其在干净的平板上碾碎成粒度在1mm以下的粉末，用四分法缩分至4-8g。(3)取缩分后的样品2g，至于玛瑙研钵中，慢慢研磨到样品全部通过120目筛网。取一半放入洗净并干燥的小广口平内留样，另一半留做下一步分解或直接溶解供化验使用。(4)若垢样量很少，仅2-4g，可不经过缩分直接经玛瑙研钵研细并通过120目筛网，而后上条进行留样、分析。(5)对于盐垢，往往因盐类含结晶水，虽经自然干燥，但研磨后仍不易通过120目筛网，对此可以尽量地研碎至最细，不经过120目筛网而直接取样化验。在称量时视情况加大取样量，制成溶液后，采用稀释的方法来降低浓度，或不经稀释进行化验。3.3.2 垢样的分解垢样的分解就是把已经粉碎、缩分和研磨并称量过的垢样，用化学方法分解，使待测的成分溶解到溶液中，制得供测定的试样中各成分用的分析试液。表1列出了水垢、水渣和腐蚀产物的四种分解方法，可根据实际样品的性质和实验条件进行选用。表1 垢和腐蚀产物试样的分解方法方法特点操作方法酸溶样法 对大多数碳酸盐，磷酸盐垢可溶解完全，但对难溶解的氧化铁垢、铜垢、硅垢往往留有少量酸不容物，可用氢氧化钠熔融法或碳酸纳熔融法将酸不溶物溶解，与酸溶物合并。 称磨细的试样0.2000克，置于200毫升烧杯中，加15毫升浓盐酸，盖上表面皿加热至完全溶解。若有黑色不溶物，可加5毫升浓硝酸，继续加热至近干，冷却后加10毫升盐酸溶液(1+1)，温热至干的盐类完全溶解，加水100毫升，若溶解透明，说明试样已完全溶解，将溶液转入500ml容量瓶中，用水稀释至刻度。 若加硝酸处理后仍有少量不溶物，则可将烧杯中的溶液过滤，热水洗涤，（滤液和洗涤液流入500ml容量瓶），洗干净的酸不溶物连同滤纸放入坩埚中，炭化，灰化，然后按氢氧化钠熔融法或碳酸钠熔融法把酸不溶物分解，经熔融法制的溶液合并与上述500ml容量瓶中，用水稀释至刻度。 若要测定酸不溶物的含量，则可将洗干净的酸不溶物连同滤纸放入已恒重的坩埚中，炭化，放入800-850摄氏度高温炉中灼烧30min，冷却后称量，反复操作直至恒重，求的酸不溶物的含量。氢氧化钠熔融法 对垢和腐蚀产物有较好的分解效果，可加快分析速度。 称磨细的式样0.2000g置于盛有1g氢氧化钠的银坩埚中，加1-2滴乙醇润湿，轻轻振动使试样粘附在氢氧化钠表面上，在覆盖2g氢氧化钠，加盖后置于50ml的瓷舟中放入高温炉，由室温缓慢升温至700-800，20min后取出坩埚，冷却后将银坩埚放入聚乙烯烧杯中，并置于沸腾水浴锅里，向坩埚中加20ml沸水，盖上表面皿，继续加热5-10min，待溶块浸散后，取出坩埚，用热水洗涤银坩埚内外壁及盖，在不断搅拌下迅速加入20ml浓盐酸，再继续在水浴锅里加热5min，熔块完全溶解，冷却后转入500ml容量瓶，用水稀释至刻度。若有少量不溶物，可将清液倾入500ml容量瓶，向烧杯中加3-5ml浓盐酸和1ml浓硝酸，继续在水浴锅里加热，溶解后合并与500ml容量瓶中，用水稀释至刻度。碳酸钠熔融法分解试样彻底，但较费时，需要铂坩埚。 称磨细的试样0.2000g，置于盛有1.5g已磨细的无水碳酸钠的铂坩埚中，用铂丝混匀，上面覆盖0.5g碳酸钠，加盖后将铂坩埚置于50ml瓷舟中，放入高温炉，由室温升至95020熔融22.5小时，取出坩埚，冷却后放入聚乙烯烧杯中，加70100ml沸水，在沸水浴锅里加热10min。待熔块浸散后，用热水冲洗坩埚内外壁，在搅拌下，迅速加入10-15ml浓盐酸，在水浴锅里加热5-10min，熔块完全溶解，冷却后转入500ml容量瓶中，用水稀释至刻度。若有少量不溶物，按氢氧化钠熔融法中对少量不容物的处理方法处理。4 碘量法测定锈蚀产物中CuO的含量4.1 碘量法测定锈蚀产物中CuO含量的实验原理 在弱酸性溶液中（pH=34），Cu2+与过量的KI作用，生成CuI沉淀，同时析出I2,反应的方程式为2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2或 2Cu2+ + 5I- 2CuI + I3-析出的I2以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定，反应方程式为I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-Cu2+与I-之间的反应是可逆的，任何引起Cu2+浓度减小（如形成配合物等）或引起CuI溶解度增加的因素均使反应不完全。加入过量的KI，可使Cu2+的还原趋于完全，但是NH4SCN可使CuI（Ksp=1.110-12）转化为溶解度更小的CuSCN沉淀（Ksp=4.810-15）,把吸附的碘释放出来，使反应更完全。即CuI + SCN- CuSCN + I-NH4SCN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值一般应控制在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，而且Cu2+对此反应有催化作用，使测定结果偏高。Fe2+能氧化I-，对测定有干扰，但可加入NH4HF2掩蔽。NH4HF2（即NH4HHF）是一种很好的缓冲溶液，因为HF的Ka=6.610-4,故能使溶液的pH值控制在3.04.0之间。4.2 主要试剂 K2Cr2O7标准溶液(c（ K2Cr2O7）=0.1000mol/l)：将K2Cr2O7在150180干燥2h，置于干燥器中冷却至室温。用指定质量称量法准确称取1.2258g 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。Na2S2O3（0.1mol/l）:称取25g Na2S2O35H2O于烧杯中，加入300400ml新煮沸并冷却的蒸馏水，溶解后，加入约0.1gNa2CO3,用新煮沸且冷却的蒸馏水稀释至1L，储存于棕色试剂瓶中，在暗处放置35d后标定。淀粉溶液（5g/l）:称取0.5g可溶性淀粉，用少量水搅匀，加入100ml沸水，煮沸23min，搅匀。若需放置，可加少量HgI2或H3BO3作防腐剂。NH4SCN溶液（100g/l）,H2O2(质量分数为30，原装)，Na2CO3(s)，KI（200g/l）,H2SO4（1mol/l）,HCl(1:1), NH4HF2(200g/l),HAc(1:1)，氨水（1:1），锈蚀产物。4.3 实验步骤4.3.1 Na2S2O3溶液的标定4.3.1.1 Na2S2O3溶液标定的基本原理标定Na2S2O3溶液的基准物有K2Cr2O7、KBrO3、KIO3、纯铜等。它们均与过量的KI反应析出定量的I2，但由于K2Cr2O7价廉易于提纯，因此本次实验选用K2Cr2O7作为基准物标定Na2S2O3溶液，其反应为Cr2O72- + 6I- + 14H+ 2Cr3+ +3I2 + 7H2O生成的游离I2立即用Na2S2O3标准溶液滴定，反应方程式为I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-根据滴定所用的Na2S2O3溶液的体积和所取基准物质的量，即可计算出Na2S2O3溶液的准确浓度。Cu2+与I-的反应时可逆的，加入过量的KI可使Cu2+的反应趋于完全，但是CuI沉淀的生成吸附I32-，使结果偏低。通常的办法是临近终点时加入硫氰酸盐，将CuI(Ksp=1.110-12)转化为溶解度更小的CuSCN(Ksp=4.810-15),把吸附的碘释放出来，使反应更为完全。反应方程式为CuI + SCN- CuSCN + I-4.3.1.2 Na2S2O3溶液标定的步骤准确移取25.00mlK2Cr2O7标准溶液于锥形瓶中，加入5ml6mol/lHCl溶液和5ml200g/lKI溶液，摇匀放在暗处5min。待反应完全后，加入100ml蒸馏水，用待标定的Na2S2O3溶液滴定至淡黄色，然后加入2ml5g/l淀粉指示剂，继续滴定至溶液呈现亮绿色为终点。计算Na2S2O3溶液的浓度。4.3.1.3 Na2S2O3溶液标定的实验结果及计算准确移取25.00mlK2Cr2O7标准溶液于250ml碘量瓶中，加入5ml6mol/lHCl溶液和5ml200g/lKI溶液，摇匀放在暗处。待反应完全后，加入100ml蒸馏水，此时溶液呈酒红色，且底部有黑色小颗粒产生。用待标定的Na2S2O3通过25ml的碱式滴定管滴定反应后溶液至淡黄色（固体颗粒溶解），然后加入2ml5g/l淀粉指示剂，溶液呈深蓝色，继续滴定Na2S2O3标准溶液，直至溶液呈亮绿色为终点。此时记录下实验数据并计算出Na2S2O3标准溶液的实际浓度。图1 硫代硫酸钠溶液的标定本次实验共有6组实验，实验数据如下：（1）实验共耗24.60mlNa2S2O3标准溶液；（2）实验共耗24.40mlNa2S2O3标准溶液；（3）实验共耗24.60mlNa2S2O3标准溶液；（4）实验共耗24.50mlNa2S2O3标准溶液；（5）实验共耗24.30mlNa2S2O3标准溶液；（6）实验共耗24.40mlNa2S2O3标准溶液。6组实验，取平均值，Na2S2O3标准溶液消耗体积为V1=（24.6+24.4+24.6+24.5+24.5+24.3+24.4）=24.47ml由 Cr2O72- + 6I- + 14H+ 2Cr3+ +3I2 + 7H2OI2 + 2S2O32- 2I- + S4O62- 则 Cr2O72- 3I2 6S2O32- 1 6 c（ K2Cr2O7）25ml 6c1V计算得 c1=0.098mol/l4.3.2 锈蚀产物中CuO含量的测定4.3.2.1 用铜合金分解方法分解腐蚀产物测定CuO含量(1) 用铜合金分解方法分解锈蚀产物准确称取腐蚀产物0.15g，置于250ml锥形瓶中，加入10mlHCl(1:1)溶液，滴加约2ml质量分数为30的H2O2，加热使试样溶液完全后，再加热使H2O2分解并被赶尽，然后煮沸12min。冷却。图2 铜合金分解方法分解锈蚀产物(2) 碘量法测定试样中CuO含量分解试液冷却后，加60ml水，滴加(1:1)氨水直到溶液中刚好有稳定沉淀出现（此时溶液中有碎小颗粒产生，溶液呈微蓝色）。然后加入8mlHAc(1:1)、10mlNH4HF2缓冲溶液、10mlKI溶液（此时溶液呈明显的黄色）。用标定的Na2S2O3溶液滴定滴定至浅黄色。再加入3ml5g/l淀粉溶液至浅蓝色。在加入淀粉溶液滴定时，溶液反复的出现由深蓝色到浅蓝色的变化过程，过程分析是由溶液中Cu2+与KI没有充分反应就滴定所引起的，致使I2与S2O32-反应不断反复所反应出的现象。最后加入10mlNH4SCN溶液，继续滴定至蓝色消失。记录下滴定共消耗Na2S2O3的体积，根据滴定时所消耗体积计算出锈蚀产物中铜的含量。图3 碘量法测定试样溶液的滴定（3）实验结果及计算本次实验共有三组数据，结果如下：实验共耗13.9ml的Na2S2O3标准溶液；实验共耗9.6ml的Na2S2O3标准溶液；实验共耗9.5ml的Na2S2O3标准溶液。三组实验，实验结果取平均值：V2=（13.9+9.6+9.5）=11.0ml由 2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-则 Cu2+ S2O32- 1 1 n c1V1计算得 n=0.001078mol则锈蚀产物中CuO质量为 m=nMCuO=0.001078mol100g/mol=0.1078g根据锈蚀产物中CuO的质量则锈蚀产物中CuO的质量分数为=0.1078g/0.15g100=71.87%(4) 实验结果分析本次实验第一组实验较另两组偏差较大，主要是因为刚开始进行此项实验，对终点的确定没有把握好致使硫代硫酸钠滴定消耗过大，结果偏大。由实验结果可知，铜在锈蚀产物含量很大，明显实验结果不太准确，误差来源分析有以下几部分：滴定终点确定时溶液变色时确定时存在误差；在滴定时，摇动剧烈，致使与硫代硫酸钠反应后的碘离子继续与空气中氧反应氧化成碘，是结果偏大；试样的分解方法出现问题。4.3.2.2 用酸溶法分解锈蚀产物测定CuO含量（1）用酸法样法分解锈蚀产物 称磨细的试样0.2000g，置于200ml烧杯中，加15ml浓盐酸盖上表面皿加热至完全溶解。若有黑色不溶物，可加5ml浓硝酸，继续加热至近干，冷却后加10ml盐酸溶液（1:1），温热至干的盐类完全溶解，加水100ml，溶液透明，试样已完全溶解，将试液转入500ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，贴上标签待用。（2）碘量法测定试样中CuO含量 移取分解试液60ml于碘量瓶中，滴加（1:1）氨水直到溶液中刚刚有稳定的沉淀出现，然后加入8mlHAc(1:1)、10mlNH4HF2缓冲溶液、10mlKI溶液，用0.1mol/lNa2S2O3溶液滴定至浅黄色。再加入3ml5g/l淀粉指示剂至浅蓝色，最后加入10mlNH4SCN溶液，继续滴定至蓝色消失。根据滴定时所消耗的Na2S2O3的体积计算锈蚀产物中铜的含量。（3）实验过程中出现的现象 试液在加入KI后呈现浅黄色，直接加入淀粉指示剂，溶液呈浅蓝色，滴加Na2S2O3溶液至蓝色消失，记录数据。（4）实验结果及计算本次实验共有三组数据，结果如下：实验共耗1.1mlNa2S2O3标准溶液；实验共耗1.1mlNa2S2O3标准溶液；实验共耗1.0mlNa2S2O3标准溶液。三组实验，实验结果取平均值：V3=（1.1+1.1+1.0）=1.07ml由 2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-则 Cu2+ S2O32- 1 1 C60ml c1V2计算得 C=0.00175mol/l则锈蚀产物中含Cu2+总物质的量为n=C50010-3=0.000875mol由此锈蚀产物中CuO质量为m=nMCuO=0.000875100g/mol=0.0875g根据锈蚀产物中CuO的质量则锈蚀产物中CuO的质量分数为=0.0875g/0.2g100=43.75（5）实验结果分析 此次实验数据很平均，没有较大偏差，分析锈蚀产物中CuO含量为43.75%，相对于其他锈蚀产物，其含量较大，分析原因有：实验员经验不足，实验室器材不够精密，致使结果有偏差；终点判断不准确，使硫代硫酸钠用量过大；实验过程中碘离子被空气中氧氧化成碘单质，是结果偏大；此次实验选用的试样为铜管锈蚀产物，铜管的锈蚀产物中CuO含量本就较大。结 论 通过上述两类不同的方法测定出过热器铜管的锈蚀产物中CuO含量有很大的偏差：用铜合金分解试样方法测定，其含量为71.87%；用酸溶法分解试样方法测定，其含量为43.75。通过比较这两类实验过程与实验结果，分析得出实验结果差别较大的原因：(1) 在用铜合金方法分解锈蚀产物测定时，共进行三组实验，其中第一组数据较其他两组偏大，造成实验结果偏大。在进行第一组实验测定时，对实验终