硫酸亚铁铵的制备
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本
(一)
姓名: 赵蕾
实验室: 乙313
周次: 周一
实验柜台: 61
指导老师: 章文伟
硫酸亚铁铵的制备
一(实验目的
1. 学会利用溶解度的差异制备硫酸亚铁铵。
2. 从实验中掌握硫酸亚铁、硫酸亚铁铵复盐的性质
3. 掌握水浴、减压过滤等基本操作
4. 学习pH试纸、吸管、比色管的使用
5. 学习用目测比色法检验产品质量。
二(原理
铁屑溶于稀硫酸生成硫酸铁。硫酸铁与硫酸铵作用生成溶解度较小的硫酸亚铁铵。
Fe + HSO = FeSO + H ? 2442
FeSO +(NH)SO+6HO = FeSO(NH)SO?6HO 4424244242
硫酸铵/硫酸亚铁/硫酸亚铁铵在不同温度的溶解度数据(单位:g/100g HO) 2
50 70 80 100 温度 /? 0 20 40 60
70.6 -- -- 95 103 硫酸铵 75.4 81.0 88.0
28.8 -- -- 79.9 57.8 七水硫酸亚铁 48.0 73.3 100.7
12.5 40 52 -- -- 六水硫酸亚铁铵 -- 33 --
由于复盐的溶解度比单盐要小,因此溶液经蒸发浓缩、冷却后,复盐在水溶液中首先结晶,形成(NH)FeSO?6HO晶体。 42423+(3-n)比色原理:Fe + n SCN- = Fe(SCN) (红色) 用比色法可估计产品中所含杂质 n3+3+2+Fe的量。Fe由于能与SCN,生成红色的物质[Fe(SCN)],当红色较深时,表明产品中含3+3+Fe较多;当红色较浅时,表明产品中含Fe较少。所以,只要将所制备的硫酸亚铁铵晶体
3+与KSCN溶液在比色管中配制成待测溶液,将它所呈现的红色与含一定Fe量所配制成的
2+
标准
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Fe(SCN)]溶液的红色进行比较,根据红色深浅程度相仿情况,即可知待测溶液中杂质3+Fe的含量,从而可确定产品的等级。
三(仪器及药品
洗瓶、250ml烧杯、锥形瓶(150mL,250mL各一个)、移液管(1mL,2mL各一根)
10ml量筒、吸滤瓶、比色管(25mL)、比色架、铁粉、2mol/L盐酸、3mol/L硫酸、25%KSCN 四(实验步骤
1. 硫酸亚铁制备
水浴加热,348K 铁屑 1g 趁热
过滤 HSO3mol/L5ml 24
7.5g 2. 硫酸亚铁铵的制备
配(NH)SO 加Fe SO 水浴加热 4244缓慢冷却 调PH值 饱和溶液 出现结晶膜
抽滤、称重
配(NH)SO饱和溶液:0.005*3*132=1.98g((NH)SO),1.98*100?75=2.64g(水) 424424
3+3. Fe的限量分析
制备不含氧的水(可0.8634g NHFe(SO) 移入1000ml容量瓶,稀释442
在实验前进行) 12HO溶于水(含2.5ml浓硫酸) 至刻度得到0.1mg,|mL的23+Fe标准溶液
称1g样品 于加2ml3mol/L HCl、15ml不含氧水、振荡、
25ml比色管 加1ml25%KSCN溶液、加不含氧水至刻度
12HO溶于水(含2.5ml浓硫酸) 2
分别取0.5ml、1ml、 3+加2ml3mol/L HCl、15ml不含氧水、振荡、2mlFe标准溶液于
加1ml25%KSCN溶液、加不含氧水至刻度 25ml比色管
12HO溶于水(含2.5ml浓硫酸) 2 不含氧水的准备 :在250mL锥形瓶中加热150mL纯水至沸,小火煮沸10,20分钟,冷却后备用。
五(
记录
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1. 实验现象:
? 铁屑与硫酸反应时溶液变为浅绿色,有气泡出现。
? 趁热过滤后,滤液无色。
硫酸亚铁铵溶液加热蒸发后晶体呈浅绿色。 ?
2. 产量:
3. 理论产量:
Fe — FeSO — (NH)SO?FeSO?6HO 442442
56 392
1 7
m (NH)SO?FeSO?6HO) =(392)/56=7g 42442
4. 产率: /7.0 *100% = %
六(思考题
1. 在反应过程中,铁和硫酸哪一种应过量,为什么,反应为什么要在通风橱中进行, 3+ 5mL3mol?L-1硫酸所需铁的质量为0.8克,所以是铁过量。铁过量可以防止Fe的产生. 由于铁屑中存在硫化物(FeS等)、磷化物(FeP、FeP等),以及少量固溶态的砷,在非氧23
化性的稀HSO4溶液中,以HS、PH、AsH的形式挥发出,它们都有毒性,所以在通风2233
橱中进行。
2. 混合液为什么要呈酸性, 2+Fe在空气中被氧化的速度随溶液酸度的增加而降低, 所以混合液保持微酸性的目的
2+是防止Fe的氧化与水解。
3. 限量分析时,为什么要用不含氧的水,写出限量分析的反应式。
2+3+防止水中溶有的氧把Fe氧化为Fe,影响产品等级的判定。 限量分析的反应方程式
3+(3-n)为:Fe + n SCN- = Fe(SCN) (红色) n
4. 怎样才能得到较大的晶体,
溶液的浓度不能大,要缓慢冷却,静置不能搅拌。
七(问题
硫酸亚铁与硫酸亚铁铵的性质有何不同
硫酸亚铁铵比较稳定,定量分析中常用来配制亚铁离子的标液;和其他复盐一样,硫酸亚铁铵的溶解度比硫酸亚铁要小。