重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量

重铬酸钾法测定铁矿石中铁的含量（无汞法）

一．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Fe 3＋还原Fe 2＋的方法。试样用硫－磷混酸溶剂后，先用氯化亚锡还原大部分Fe 3

＋，继而用三氯化钛定量还原剩余部分的Fe 3＋，当Fe 3＋定量还原成Fe 2＋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。磷钨酸还原为钨蓝的反应可表示如下：

PW 12O 40

3 -+e --e -PW 12O 40

4 -+e --e -PW 12O 40

5 -12-磷钨酸根离子

钨 蓝 定量还原Fe 3＋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SnCl 2-TiCl 3联合还原Fe 3＋为Fe 2＋，过量一滴TiCl 3

与Na 2WO 4作用即显示“钨蓝”而指示。如果单用TiCl 3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SnCl 2-TiCl 3联合还原，反应式如下： 2Fe 3++SnCl 42-+2Cl -=2Fe 2++SnCl 62-

+++++++=++2H TiO Fe O H Ti Fe 22233

试液中Fe 3＋已经被还原为Fe 2＋

，加入二苯胺磺酸钠指示剂，用K 2Cr 2O 7标准溶液滴定溶液呈现稳定的紫色即为终点。

二．试剂：

(1) K 2Cr 2O 7标准溶液c (1/6 K 2Cr 2O 7)=0.1000mol·L -1

(2) 硫磷混酸：将200mL 浓硫酸缓慢加入到500mL 去离子水中，再加入300mL 浓磷酸中，充分搅拌均匀，冷却后使用。

(3) 浓HNO 3

(4) HCl （1＋1）

(5) Na 2WO 4 25％水溶液：称取25g Na 2WO 4溶于适量水中（若浑浊则应过滤），加入2～5mL 浓H 3PO 4，加水稀释至100mL 。

(6) SnCl 2溶液10％：称取10g SnCl 2·2H 2O 溶于40mL 浓的热HCl ，加水稀释至100mL 。

(7) TiCl 3 1.5％：量取10mL 原瓶装TiCl 3溶液，用（1＋4）的HCl 稀释至100mL 。加入少量石油醚，使之浮在TiCl 3溶液的表面上，用以隔绝空气，避免TiCl 3氧化。

(8) 二苯胺磺酸钠指示剂0.2％：

三．实验步骤：

(1) K 2Cr 2O 7标准溶液c (1/6 K 2Cr 2O 7)=0.1000mol·L -1的配制：采用固定称量法。准确称取

1.2258g K 2Cr 2O 7于一只干净的小烧杯中，加水溶解，定量转入250mL 容量瓶中，加水稀释至刻度，充分摇匀。

(2) 准确称取0.15～0.2g 试样置于250mL 的锥形瓶中，滴加几滴水润湿样品，摇匀后，加入10mL 硫磷混酸（如试样含硫化物高时则同时加入浓硝酸1mL ）置于电炉上加热分解试

样。先用小火或低温加热，然后提高温度，加热至冒SO 3白烟①。加入10mL （1＋1）HCl ，

此时，试液应该清亮，残渣为白色或浅色时示试样分解完全②。取下锥形瓶稍冷，趁热滴加

SnCl 2溶液，使大部分的Fe 3＋还原为Fe 2＋，此时试液变为浅黄色③，加入10滴Na 2WO 4溶液，

再用TiCl 3溶液滴至呈稳定的蓝色（“钨蓝”30秒内不褪色），再加入80mL 去离子水，用K 2Cr 2O 7标准溶液滴至“钨蓝”刚好褪尽（此时不计读数），然后加入5滴二苯胺磺酸钠指示剂，用K 2Cr 2O 7标准溶液滴定至溶液呈现稳定的紫色为终点。计算铁含量。

四．计算：

铁含量的计算：

%10010006)((%)722⨯⨯⨯⨯⨯=

S Fe O Cr K W M V c Fe

c ——K 2Cr 2O 7的浓度

V ——K 2Cr 2O 7的体积

M Fe ——铁的摩尔质量

W S ——试样的质量

五．思考题：

1． 分解试样时，为什么要加入硫－磷混酸？

2． 先用SnCl 2 和TiCl 3作还原剂的目的是什么？若不慎加入过量的SnCl 2 或TiCl 3怎么办？

3． 怎样才能合理的配制SnCl 2溶液？如要久置，则应如何配制?

注：① 一定要冒白烟，因为硫酸的分解温度338℃，比硝酸的分解温度125℃高的多。只要开始冒白烟，则说明硝酸已赶尽了。但冒白烟不宜过长，否则磷酸易形成焦磷酸盐粘底，包夹试样，影响分析结果。

② 若试样采用硫酸高铁铵，则不必加入硝酸，也不必高温加热至冒白烟，亦可能没有残渣出现。 ③ SnCl 2溶液应小心滴加至黄色明显变浅，若过量则结果偏高。如不慎过量，可滴加2％高锰酸钾溶液至浅黄色。