应用科学 BTEC 国家/化学实验室技术/铁片

探究“铁片”中铁的百分比。

此处提供的实验细节是出于善意，并被认为是安全且可行的操作方法。但是，作者不能对执行这些实验的后果负责。

这些实验是为有经验的科学教学人员准备的，供他们在有监督的班级学生中使用作为指导。这些实验并非为学生或没有经验的公众成员在没有监督的情况下进行而设计的。如果您想尝试这些实验，请确保您已事先完成了法律上充分的风险评估，并在风险评估的约束条件下进行操作。

讨论。

铁 片剂被用于治疗贫血。商业铁片中的铁以 Fe²⁺ 的形式存在。它可以被高锰酸根离子 ('高锰酸盐') 氧化为 Fe³⁺。这将是我们滴定法的基础反应。

MnO₄^- + 8 H⁺ + 5 e^- → Mn²⁺ + 4 H₂O

Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^-

5 Fe²⁺ + MnO₄^- + 8 H⁺ → 5 Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4 H₂O

首先，我们需要配制乙二酸钠标准溶液，并用给定的高锰酸钾溶液滴定它，以确定高锰酸盐溶液的浓度。

仪器

烧杯，250 cm³

称量瓶

滴定管，50 cm³

量筒，25 cm³

移液管，25 cm³

温度计

容量瓶，250 cm³

酒精灯、三脚架和石棉网

锥形瓶，250 cm³

试剂

高锰酸钾溶液

乙二酸钠

硫酸

铁片

注意事项

始终佩戴护目镜和实验服。使用酒精灯时，将长发扎起来。

标准溶液步骤。

1. 通过以下步骤，准确称取 1.65-1.70 g 的乙二酸钠 Na₂C₂O₄ 到 250 cm³ 的烧杯中

a) 将称量瓶放在顶板天平上，调零天平。

b) 添加所需的盐量。

c) 现在用分析天平称量瓶加盐的重量，将盐倒入烧杯中，称量“空”瓶的重量。

2. 加入约 100 cm³ 的去离子水，搅拌混合物以溶解固体。将溶液转移到 250 cm³ 的容量瓶中，并用去离子水补充至刻度线，注意配制标准溶液的所有正常注意事项。

3. 用移液管吸取 25 cm3 的等份溶液到 250 cm³ 的锥形瓶中，并加入约 25 cm³ 的稀硫酸。

4. 将混合物加热至约 70 °C，用高锰酸盐溶液滴定，直至获得微弱的持久粉红色。

5. 重复两次以上以获得准确的滴定结果。

计算

1. 利用您的称量结果，确定用于配制溶液的乙二酸钠的质量，从而确定其浓度。

2. 标准化滴定的完全平衡方程式为

5 C₂O₄^2- + 2 MnO₄^- + 16 H⁺ → 10 CO₂ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O

使用此方程式确定本实验中使用的高锰酸盐溶液的浓度。

问题

1. 建议一个原因，说明为什么滴定瓶在进行滴定之前被加热到 70 °C。
2. 写出反应的半离子方程式，并确定氧化剂和还原剂，并说明原因。
3. 这种特殊反应据说通过“自催化”过程进行。解释这个术语的含义。

铁片分析步骤。

1. 准确记录一片铁片的质量。
2. 在研钵中用研杵将铁片研磨成细粉。
3. 将所有研磨的铁片冲洗到锥形瓶中，并加入约 25 cm³ 的稀硫酸。如果难以完全溶解铁片，可以添加更多水或加热。
4. 用标准高锰酸钾溶液滴定此溶液，以尽可能准确的方式进行滴定，直至获得粉红色。
5. 根据您的结果，确定是否获得了合适的滴定值。您是否需要使用不止一片铁片或使用稀释溶液作为使用不到一片铁片的等效方法？
6. 以选择的方式准确重复滴定。
7. 对于每次滴定，计算一片铁片的铁质量。
8. 计算铁片中铁的百分含量。
9. 将您的数值与小组的其他成员进行比较，并找出平均值。

问题。

1. 将此技术与之前滴定中使用的技术进行比较和对比。仔细考虑两种技术中误差和错误的来源。
2. 简要描述此实验如何在工业或商业环境中使用。