Revised-实验24：重铬酸钾的制备

1、衡阳学师学实验名称：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根本原理和操作方法。2、学习熔融、浸取。3、稳固过滤、结晶和重结晶等根本操作。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(lll)氧化成易溶于水的铬酸盐，最后利用复分解反响制得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、

2、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：6FeOCr2O3 + 12Na2CO3 + 7KCIO312Na2CrO4 + 3Fe2O3 + 7KCI + 12CO2 T6FeOCr2O3 + 24NaOH + 7KCIO312Na2CrO4 + 3Fe?O3 + 7KCI + 12H2O同时，AI2O3、F62O3、SiO2转变为相应的可溶性盐:Al 2O3 + Na2CO3 = 2NaAIO2 + CO2 TFe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2 TSiO2 + Na2CO3

3、 = Na2SiO3 + CO2 T用水浸取熔体:NaFeQ + 2出0 NaOH + Fe(OH)3 J过滤，弃渣，将滤液的pH调到7&NaAIO2 + 2H2O = Al(OH) 3 ； + NaOHNa2SiO3 + 2H2O = H2SQ3J + 2NaOH过滤，将滤液酸化：2CrO42- + 2H+ = C2O72 - + H2O利用复分解反响制取K2Cr2O7：Na2Cr2O7 + 2KCI = K 2Cr2O7 + NaCI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，反响如下:Cr2O3 + 2Na2CO3 + KCIO 3 = 2

4、Na2CrO4 + KCI + 2CO2 TCr2O3 + 4NaOH + KCIO 3 = 2Na2CrO4 + KCI + 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参加氯化钾，发生复分解反响，使Na2Cr2O7转变为K2C2O7。蒸发、冷却、K2C2O7 因溶解度小而结晶析出。抽滤、枯燥、得产品重铬酸钾。Na2Cr2O7 + 2KCI = K2Cr2O7 + NaCI、产量分析称取一定质量的产品m样品，加水溶解并定容体积为Vcg丨。取一定量的产品溶液VK2Cr2O7，用稀H2SO4酸化，参加适量KI，以淀粉为指示

5、剂，用 Na2S2O3标准溶液CNa2s2O3滴定至亮绿色。根据消耗的Na2S2O3的用量VNa2S2°3，计算产品纯度 有关反响和计算式如下:K2Cr2O7 + 6KI + 7H 2SO4 = Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 312 + 7H2O2Na2S2O3 + |2 = Na2S4O6 + 2NaIK262O7% =m样品V K2Cr2O7V K 2。2。7CNa2S2O3VNa2S2O3 M 心死。/ 6七：实验用品:固体药品：铬铁矿粉或 Cr2O3，KCI03, NaOH, KI , KCI, Na2CO3液体药品：H2S04 硫酸2mol/ L，3moI/L，

6、6 mol/ L，NazSzQ0.1mol/L 或 0.005 mol/ 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：根本操作：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Na2CO3NaOH各 4.5g铁坩埚小火熔融分34次参加6g铬铁矿粉4gKClO3混合物不断搅拌加完后，强热3035min，稍冷几min后，将坩埚置于冷水骤冷2、熔块提取在坩埚中少量水 加热煮沸，将溶液-100mL烧杯重复34次溶块溶液烧杯煮沸15min不断搅拌稍冷抽滤10mL*

7、洗涤控制滤液总体积为40mL左右-弃渣。3、中和除铝、硅滤液3mol/LH2SO4调pH为78,加热煮沸3min趁热过滤，少量水洗涤。4、酸化和复分解结晶滤液-蒸发皿6mol/LH2SO4调pH至强酸性注意溶液颜色的变化 1gKCl在水浴上浓缩外表有晶膜冷却结晶、抽滤，得K2Cr2O7晶体。假设需提纯按K2Cr2O7 :H2O = 1 : 1.5质量比，加热溶解，浓缩，冷却结晶4050C烘干，称重。5、产品含量的测定准确称取试样2.5g溶于250mL容量瓶 用移液管吸取25.00mL溶液-碘量瓶 所用体积。最后计算产品含量。10mL2mol / L硫酸 2gKI于暗处5min100mL 水用O

8、jmWLNazSzQ标准液滴定 至溶液黄绿色3mL淀粉继续滴定至蓝色褪去并呈亮绿色。记录N82&O3标准液的浓度和说明：假设用 C2O3为原料制备K2C2O7,上述3可省略。考前须知：1、Cr(IV)有毒，所得产品必须回收，切忌随便丢弃。2、 酸化和复分解结晶时，用6mol/LH2SO4调pH至强酸性pH < 3，且注意溶 液颜色变化。3、浓缩结晶时至外表有晶膜为止，切忌将水蒸干。4、碘量瓶的正确使用。问题与讨论1、重铬酸钾和氯化钠均为可溶性盐，怎样利用不同温度下溶解度的差异使它们别 离？2、用Cr2O3代替铬铁矿制备K2C2O7,其所用量为多少？3、碘量法中为什么淀粉指示剂要在

9、接近终点时才能参加？附：碘量法一定义碘量法利用碘分子或碘离子进行氧化复原滴定的容量分析法。二原理1根本原理碘量法的反响实质，是碘分子在反响中得到电子，碘离子在反响中失去电子。半反响式：12 + 2e2 或2 2e 122、滴定方式|2/电对的标准电极电位大小适中，即12是一不太强的氧化剂，是一不太弱的复原剂。1凡标准电极电位低于/|的电对，它的复原形便可用 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凡标准电极电位咼于屮的电对，它的氧化形可将参加的I氧化成12,再用Na2S2O3滴定液滴定生成的I2量。这种方法，叫做置换滴疋法。3有些复原性物质可与过量I2滴定液

10、起反响，待反响完全后，用Na2S2O3滴定液滴定剩余的I2量，这种方法叫做剩余滴定法。3、滴定反响条件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,就会发生下面副反响:|2 + 2OH t I + IO + H2O3IO t |03+ 2 I2间接碘量法是以I2 + 2e 2I2S2O32 2e t S4O62I2 + 2S2O32 T 2I + S4O62反响为根底的。这个反响须在中性或弱酸性溶液中进行；在碱性溶液中有下面副反响发生:Na2S2O3 + 4I2 + lONaOH t 2Na2SO4 + 8Nal + 5H2O在强酸性溶液中，Na2S2O3能被酸

11、分解:S2O32一 + 2H+ t SJ+ S02f+ H2O如果在滴定时注意充分振摇，防止Na2S2O3局部过剩，那么影响不大。3应用置换法测定不太强的氧化剂的含量时，为了促使反响进行完全，常采取以下措施：a增加浓度以降低I /I值。I 2 / Ib生成的I2用有机溶剂萃取除去以降低一值。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、 12自身指示剂在100ml水中加1滴碘滴定液0.1mol/L，即显能够区分得出的黄色。2、 淀粉指示剂淀粉溶液遇12即显深蓝色，反响可逆并极灵敏。1淀粉指示剂的性质及考前须知a温度升高可使指示剂灵敏度降低。b假设有醇类存在，亦降低灵敏度。C直链淀粉能与12结合成蓝色络合物；支链淀粉只能松动的吸附12，形成一种红紫色产物。d I2和淀粉的反响，在弱酸性溶液中最为灵敏。假设溶液的pH v 2,那么淀粉易水解成糊精，而糊精遇12呈红色，此红色在间接法时随达终点亦不易消失；假设溶液的pH > 9,那么12因生成10而不显蓝色。e大量电解质存在能与淀粉结合