设计性实验报告
题 目： Fe 3+-Bi 3+混合溶液各含量的测定课程名称： 分析化学实验 姓 名： 孙雪菲 学 号： 2010121236 系 别： 化学系 专 业： 化学 班 级： 102班 指导教师（职称）：宋秀丽
实验学期： 2011 至 2012 学年 第一 学期
Fe 3+-Bi 3+混合溶液各组分含量的测定
孙雪菲
(化学系，化学，102班，学号2010121236)
摘要 掌握酸度对EDTA 选择性的影响和EDTA 进行连续滴定的方法；Fe -Bi 混合溶液中加
3+2+2+3+
入抗坏血酸，Fe 被还原为Fe 即溶液变为Fe - Bi混合溶液；当pH=1时，可以准确滴定3+2+2+3+
Bi 且不受Fe 的影响；当pH=5.5时，可以准确滴定Fe 且不受Bi 的影响。
2+3+
关键词 Fe- Bi混合溶液 络合滴定法 抗坏血酸 六亚甲基四胺 二甲酚橙
3+
3+
1. 引言
目前测定Fe -Bi 混合溶液各含量的方法有两种。
3+2+[1]
第一种方案：取一份混合溶液往其中加入适量过量的抗坏血酸使Fe 全部转化为Fe ，
3+
加入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Bi 的终点; 向溶液中加入适量的六亚甲基四胺使溶液PH=5～6，此时溶液呈紫红色，再用EDTA 标准溶
2+[2]
液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Fe 的终点。根据所消耗EDTA 的体积计算各组分的含量，这种方法简便易行，且准确度高。
3+2+
第二种方案：取一份混合溶液往其中加入适量过量的抗坏血使Fe 全部转化为Fe ，加
3+
入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好由紫红色变为亮黄色时即为Bi 的终点; 向溶液中加入一定量的过氧化氢，使亚铁离子还原为三价铁离子，控制溶液酸度为1～2，加入磺基水杨酸指示终点，用EDTA 滴定溶液由灰褐色变为亮黄色即为终点。
3+2+
第三种方案：取一份混合溶液往其中加入适量过量的抗坏血使Fe 全部转化为Fe ，加入
3+
二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Bi 的终点；另取一份混合溶液，加入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好由紫红色变
3+3+
为亮黄色时即为Bi 和Fe 的终点。
3+
3+
2. 设计方法的原理
2.1各离子适宜酸度的计算 2.1.1 Fe2+被滴定时：
最高酸度：lga Y(H)=lgKFeY -8=14.32-8=6.32，即pH 低=5.1； 最低酸度：[OH]=
-
M K sp
=
K Fe (OH ) 2
Fe 2+
8⨯10-16
∴[OH-]=2.83×10-7 =
0. 01
pH=14-pOH=14-6.54=7.45 ∴pH=5.1～7.45 2.1.2 Bi 3+被滴定时：
最高酸度：lga Y(H)=lgKBiY--8=27.94-8=19.94 即pH 低=0.7 最低酸度：[OH]=n
-
M K sp
=K Bi (OH ) 3
Bi 3+
-31
4⨯10-10
=3=3. 42×10
0. 01
pH=14-pOH=14-9.47=4.53 又因为Bi 3+在pH>1时极易水解 ∴pH=0.7～1.0 2.1.3 Fe3+被滴定时：
最高酸度：lga Y(H)= lgKFeY--8=25.1-8=17.1 即pH 低=1.2 最低酸度：[OH]=-
M K sp
=K Fe (OH ) 3
Fe 3+
=4⨯10-38
=1. 59⨯10-12 0. 01
pH=14-pOH=14-11.80=2.2 ∴pH=1.2～2.2 2.2 抗坏血酸具有强还原性，将Fe 3+还原成Fe 2+
2.3二甲酚橙指示剂适用的范围pH
若（K MY C M ）/（K NY C N ）>105时，可分步滴定； 即
K BiY -K FeY 2-K BiY -K FeY -
1027. 9453+2+
=14. 23>10 即Bi 与Fe 可分步滴定； 10
1027. 9453+3+
=25. 21
即
当pH=1时, lgK '(BiY) =lgK (BiY)-lgαY(H)=27.94-18.01=9.93 lgc Bi3+ lgK '(BiY)=8.76＞6 Bi3+能被准确滴定而不受Fe 2+的影响； 当pH=5.5时，lg K '(FeY) =lgK (FeY)-lgαY(H)=14.23-5.51=8.72 lgc Fe3+ lgK '(FeY)=7.24＞6
Fe 2+能被准确滴定而不受Bi 3+的影响；
Bi 3+滴定适宜的范围0.7到1.0；Fe 2+适宜的范围5.1到7.45； 2.5 Fe3+ 和Bi 3+的滴定
3+2+
2.5.1 取一份混合溶液往其中加入适量的抗坏血酸使Fe 全部转化为Fe ，调pH=1左右，加入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Bi 3+的终点;
2.5.2 向溶液中加入适量的六亚甲基四胺使溶液由亮黄色变为紫红色, 使溶液pH=5～6，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Fe 2+的终点。 2.6 各组分含量的计算：
c Zn 2+= c Bi 3+=
m (ZnSO 4∙7H 2O ) M ⨯10-3⨯V Zn 2+
c EDTA =
m (ZnSO 4∙7H 2O ) M ⨯10-3⨯V EDTA
c EDTA V EDTA 1c V
c Fe 3+=c Fe 2+=EDTA EDTA 2
V 混V 混
ρBi =
3+
c EDTA V EDTA 1M Bi 3+
V 混
ρFe 3+=ρFe 2+=
c EDTA V EDTA 2M Fe 2+
V 混
3. 实验用品
3+
3+
3.1 药品： Fe-Bi 混合溶液，抗坏血酸，二甲酚橙指示剂，六亚甲基四胺（200g/L），
ZnSO47H 2o(A.R)(s)，HCl 溶液 (1:5) 蒸馏水 3.2 仪器：分析天平, 电子秤, 称量瓶，容量瓶（250 mL ），玻璃棒，胶头滴管，酸式滴定
管(50mL),移液管（25mL 、20mL ）, 锥形瓶（25mL ⨯3）, 烧杯（500mL ），塑料
试剂瓶，洗耳球，洗瓶。
4. 实验步骤
4.1 配制Zn 标准溶液
用分析天平准确称取一份0.6～0.8g ZnSO 47H 2o (s)于烧杯中，加入蒸馏水溶解，转移到250mL 容量瓶中，洗涤玻璃棒和烧杯2到3次，定容，摇匀。 4.2 EDTA溶液的配制和标定
2+
4.2.1 配制EDTA 溶液
称取2.0gEDTA （乙二胺四乙酸二钠盐）于烧杯中, 加水稀释至500mL 左右，摇匀，转移到试剂瓶中；
4.2.2 EDTA的标定
2+
移取25.00mLZn 标准溶液于锥形瓶中，加入2ml(1:5)HCl溶液，再加入10mL 200g/L六亚甲基四胺，滴入两滴二甲酚橙，用EDTA 溶液进行滴定，溶液变为亮黄色且半分钟内不退色即为终点，记录消耗EDTA 溶液的体积，平行滴定三次。
3+3+
4.3 Fe-Bi 混合溶液各组分含量的测定
3+3+
移取20.00mLFe -Bi 混合溶液于锥形瓶中，加入5ml 抗坏血酸溶液，放置2分钟，加入一到二滴二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液由紫红色突变为亮黄色且半
3+的
分钟内不褪色即为滴定Bi 终点，记录消耗EDTA 溶液的体积；
在上述溶液中，逐滴加入六亚甲基四胺至溶液变为紫红色，再加入5 mL六亚甲基四胺
2+
溶液用EDTA 进行滴定，溶液由紫红色变为亮黄色且半分钟内不褪色即为滴定Fe 的终点，记录消耗EDTA 溶液的体积，平行滴定三次。
4.4 实验完毕后，将仪器洗涤干净并放回原位，废液回收收到废液桶中，整理好实验台，并登记数据.
5. 实验记录及数据处理
5.1 EDTA溶液标定的数据处理
2+
用Zn 标准溶液标定EDTA 溶液
用EDTA 标准溶液标定Bi
3+
2+
5.3 Fe含量的测定
用EDTA 标准溶液标定Fe
2+
2+
3+
5.4测定Fe - Bi混合液使用EDTA 标准溶液体积之比V EDTA (Bi 3+) /V ED TA (Fe 3+)
6 实验结果与讨论
6.1 测定结果
本实验采用氧化还原滴定法测定Fe -Bi 混合溶液中各组分含量，其中所标定EDTA 溶
3+3+
液的标准浓度0.009509mol/L;滴定Bi 的浓度为0.009861/L，含量为2.061g/L;Fe的浓度为0.009531mol/L，含量为0.5323g/L。实验所得结果与理论值较接近，说明此实验方法较好。
3+
3+
6.2 误差分析
6.2.1 滴定过程中滴定终点判断有误，读数时有人为误差； 6.2.2 滴定过程中，有少量溶液滞留在滴定管尖嘴处，导致误差
6.3 注意事项
6.3.1 注意滴定时的正确操作：滴定成线，逐滴滴入，半滴滴入； 6.3.2 注意滴定时指示剂的用量，及滴定终点颜色的准确判断； 6.3.3 确定滴定终点时，要注意在半分钟内不褪色再读数； 6.3.4 处理数据时注意有效数字的保留。
6.4 收获体会
分析化学是一门严密的课程，需要我们认真操作好每一步，认真读取数据并准确计算。我们应以严谨的态度对待这门学科。然而滴定分析又是分析化学的基础，需要我们好好掌握滴定方法，滴定终点的判断以及指示剂的使用等。通过实验我懂得了络合滴定的基本原理，
3+3+
熟练掌握了Fe -Bi 混合溶液各含量的测定，学会运用氧化还原掩蔽方法。我相信通过做此设计性实验不仅可以熟练分析天平、移液管、滴定管等的使用，还能锻炼我们学会运用已学知识、提高解决问题的能力。
参考文献
[1]华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，北京师范大学，西南大学，华南师范大学. 分析化学（第四版）. 北京:高等教育出版社, 2011,243
[2] 华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，北京师范大学. 分析化学实验（第三版）. 北京:高等教育出版社,2001,72-73
[3] 蔡维平. 基础化学实验（一）[M].北京:科学出版社,2004,298 [4] 宋光泉. 通用化学实验技术[M].广州:广东高等教育出版社,1999,85 （附英文题目、摘要、关键词）
Fe 3+，Bi 3+ mix solution each Component content determination
Sun Xuefei
(Chemistry department, Chemistry,class102, Learning numbers 2010121236) The Abstract Master acidity on the influence of the selective EDTA and EDTA
determine method for continuous; Fe，Bi mixed solution is added ascorbic acid, Fe is reduced to Fe ，namely, Fe ，Bi mixed solution is changed to be the mixed solution of Feand Bi; When pH = 1, we can accurately titrate Bi which is not influenced by Fe; When pH = 5.5, we can accurately titrate Fe which is not influenced byBi .
3 +2 +
2 +
2+
3+
3 +
3+
2+
3 +
3+
3 +
3+
Keywords Fe 3+，Bi 3+mix solution Complexometric Titration ascorbic acid
methenamine XO
设计性实验报告
题 目： Fe 3+-Bi 3+混合溶液各含量的测定课程名称： 分析化学实验 姓 名： 孙雪菲 学 号： 2010121236 系 别： 化学系 专 业： 化学 班 级： 102班 指导教师（职称）：宋秀丽
实验学期： 2011 至 2012 学年 第一 学期
Fe 3+-Bi 3+混合溶液各组分含量的测定
孙雪菲
(化学系，化学，102班，学号2010121236)
摘要 掌握酸度对EDTA 选择性的影响和EDTA 进行连续滴定的方法；Fe -Bi 混合溶液中加
3+2+2+3+
入抗坏血酸，Fe 被还原为Fe 即溶液变为Fe - Bi混合溶液；当pH=1时，可以准确滴定3+2+2+3+
Bi 且不受Fe 的影响；当pH=5.5时，可以准确滴定Fe 且不受Bi 的影响。
2+3+
关键词 Fe- Bi混合溶液 络合滴定法 抗坏血酸 六亚甲基四胺 二甲酚橙
3+
3+
1. 引言
目前测定Fe -Bi 混合溶液各含量的方法有两种。
3+2+[1]
第一种方案：取一份混合溶液往其中加入适量过量的抗坏血酸使Fe 全部转化为Fe ，
3+
加入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Bi 的终点; 向溶液中加入适量的六亚甲基四胺使溶液PH=5～6，此时溶液呈紫红色，再用EDTA 标准溶
2+[2]
液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Fe 的终点。根据所消耗EDTA 的体积计算各组分的含量，这种方法简便易行，且准确度高。
3+2+
第二种方案：取一份混合溶液往其中加入适量过量的抗坏血使Fe 全部转化为Fe ，加
3+
入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好由紫红色变为亮黄色时即为Bi 的终点; 向溶液中加入一定量的过氧化氢，使亚铁离子还原为三价铁离子，控制溶液酸度为1～2，加入磺基水杨酸指示终点，用EDTA 滴定溶液由灰褐色变为亮黄色即为终点。
3+2+
第三种方案：取一份混合溶液往其中加入适量过量的抗坏血使Fe 全部转化为Fe ，加入
3+
二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Bi 的终点；另取一份混合溶液，加入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好由紫红色变
3+3+
为亮黄色时即为Bi 和Fe 的终点。
3+
3+
2. 设计方法的原理
2.1各离子适宜酸度的计算 2.1.1 Fe2+被滴定时：
最高酸度：lga Y(H)=lgKFeY -8=14.32-8=6.32，即pH 低=5.1； 最低酸度：[OH]=
-
M K sp
=
K Fe (OH ) 2
Fe 2+
8⨯10-16
∴[OH-]=2.83×10-7 =
0. 01
pH=14-pOH=14-6.54=7.45 ∴pH=5.1～7.45 2.1.2 Bi 3+被滴定时：
最高酸度：lga Y(H)=lgKBiY--8=27.94-8=19.94 即pH 低=0.7 最低酸度：[OH]=n
-
M K sp
=K Bi (OH ) 3
Bi 3+
-31
4⨯10-10
=3=3. 42×10
0. 01
pH=14-pOH=14-9.47=4.53 又因为Bi 3+在pH>1时极易水解 ∴pH=0.7～1.0 2.1.3 Fe3+被滴定时：
最高酸度：lga Y(H)= lgKFeY--8=25.1-8=17.1 即pH 低=1.2 最低酸度：[OH]=-
M K sp
=K Fe (OH ) 3
Fe 3+
=4⨯10-38
=1. 59⨯10-12 0. 01
pH=14-pOH=14-11.80=2.2 ∴pH=1.2～2.2 2.2 抗坏血酸具有强还原性，将Fe 3+还原成Fe 2+
2.3二甲酚橙指示剂适用的范围pH
若（K MY C M ）/（K NY C N ）>105时，可分步滴定； 即
K BiY -K FeY 2-K BiY -K FeY -
1027. 9453+2+
=14. 23>10 即Bi 与Fe 可分步滴定； 10
1027. 9453+3+
=25. 21
即
当pH=1时, lgK '(BiY) =lgK (BiY)-lgαY(H)=27.94-18.01=9.93 lgc Bi3+ lgK '(BiY)=8.76＞6 Bi3+能被准确滴定而不受Fe 2+的影响； 当pH=5.5时，lg K '(FeY) =lgK (FeY)-lgαY(H)=14.23-5.51=8.72 lgc Fe3+ lgK '(FeY)=7.24＞6
Fe 2+能被准确滴定而不受Bi 3+的影响；
Bi 3+滴定适宜的范围0.7到1.0；Fe 2+适宜的范围5.1到7.45； 2.5 Fe3+ 和Bi 3+的滴定
3+2+
2.5.1 取一份混合溶液往其中加入适量的抗坏血酸使Fe 全部转化为Fe ，调pH=1左右，加入二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Bi 3+的终点;
2.5.2 向溶液中加入适量的六亚甲基四胺使溶液由亮黄色变为紫红色, 使溶液pH=5～6，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液刚好变为亮黄色时即为Fe 2+的终点。 2.6 各组分含量的计算：
c Zn 2+= c Bi 3+=
m (ZnSO 4∙7H 2O ) M ⨯10-3⨯V Zn 2+
c EDTA =
m (ZnSO 4∙7H 2O ) M ⨯10-3⨯V EDTA
c EDTA V EDTA 1c V
c Fe 3+=c Fe 2+=EDTA EDTA 2
V 混V 混
ρBi =
3+
c EDTA V EDTA 1M Bi 3+
V 混
ρFe 3+=ρFe 2+=
c EDTA V EDTA 2M Fe 2+
V 混
3. 实验用品
3+
3+
3.1 药品： Fe-Bi 混合溶液，抗坏血酸，二甲酚橙指示剂，六亚甲基四胺（200g/L），
ZnSO47H 2o(A.R)(s)，HCl 溶液 (1:5) 蒸馏水 3.2 仪器：分析天平, 电子秤, 称量瓶，容量瓶（250 mL ），玻璃棒，胶头滴管，酸式滴定
管(50mL),移液管（25mL 、20mL ）, 锥形瓶（25mL ⨯3）, 烧杯（500mL ），塑料
试剂瓶，洗耳球，洗瓶。
4. 实验步骤
4.1 配制Zn 标准溶液
用分析天平准确称取一份0.6～0.8g ZnSO 47H 2o (s)于烧杯中，加入蒸馏水溶解，转移到250mL 容量瓶中，洗涤玻璃棒和烧杯2到3次，定容，摇匀。 4.2 EDTA溶液的配制和标定
2+
4.2.1 配制EDTA 溶液
称取2.0gEDTA （乙二胺四乙酸二钠盐）于烧杯中, 加水稀释至500mL 左右，摇匀，转移到试剂瓶中；
4.2.2 EDTA的标定
2+
移取25.00mLZn 标准溶液于锥形瓶中，加入2ml(1:5)HCl溶液，再加入10mL 200g/L六亚甲基四胺，滴入两滴二甲酚橙，用EDTA 溶液进行滴定，溶液变为亮黄色且半分钟内不退色即为终点，记录消耗EDTA 溶液的体积，平行滴定三次。
3+3+
4.3 Fe-Bi 混合溶液各组分含量的测定
3+3+
移取20.00mLFe -Bi 混合溶液于锥形瓶中，加入5ml 抗坏血酸溶液，放置2分钟，加入一到二滴二甲酚橙指示剂，用EDTA 标准溶液进行滴定，溶液由紫红色突变为亮黄色且半
3+的
分钟内不褪色即为滴定Bi 终点，记录消耗EDTA 溶液的体积；
在上述溶液中，逐滴加入六亚甲基四胺至溶液变为紫红色，再加入5 mL六亚甲基四胺
2+
溶液用EDTA 进行滴定，溶液由紫红色变为亮黄色且半分钟内不褪色即为滴定Fe 的终点，记录消耗EDTA 溶液的体积，平行滴定三次。
4.4 实验完毕后，将仪器洗涤干净并放回原位，废液回收收到废液桶中，整理好实验台，并登记数据.
5. 实验记录及数据处理
5.1 EDTA溶液标定的数据处理
2+
用Zn 标准溶液标定EDTA 溶液
用EDTA 标准溶液标定Bi
3+
2+
5.3 Fe含量的测定
用EDTA 标准溶液标定Fe
2+
2+
3+
5.4测定Fe - Bi混合液使用EDTA 标准溶液体积之比V EDTA (Bi 3+) /V ED TA (Fe 3+)
6 实验结果与讨论
6.1 测定结果
本实验采用氧化还原滴定法测定Fe -Bi 混合溶液中各组分含量，其中所标定EDTA 溶
3+3+
液的标准浓度0.009509mol/L;滴定Bi 的浓度为0.009861/L，含量为2.061g/L;Fe的浓度为0.009531mol/L，含量为0.5323g/L。实验所得结果与理论值较接近，说明此实验方法较好。
3+
3+
6.2 误差分析
6.2.1 滴定过程中滴定终点判断有误，读数时有人为误差； 6.2.2 滴定过程中，有少量溶液滞留在滴定管尖嘴处，导致误差
6.3 注意事项
6.3.1 注意滴定时的正确操作：滴定成线，逐滴滴入，半滴滴入； 6.3.2 注意滴定时指示剂的用量，及滴定终点颜色的准确判断； 6.3.3 确定滴定终点时，要注意在半分钟内不褪色再读数； 6.3.4 处理数据时注意有效数字的保留。
6.4 收获体会
分析化学是一门严密的课程，需要我们认真操作好每一步，认真读取数据并准确计算。我们应以严谨的态度对待这门学科。然而滴定分析又是分析化学的基础，需要我们好好掌握滴定方法，滴定终点的判断以及指示剂的使用等。通过实验我懂得了络合滴定的基本原理，
3+3+
熟练掌握了Fe -Bi 混合溶液各含量的测定，学会运用氧化还原掩蔽方法。我相信通过做此设计性实验不仅可以熟练分析天平、移液管、滴定管等的使用，还能锻炼我们学会运用已学知识、提高解决问题的能力。
参考文献
[1]华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，北京师范大学，西南大学，华南师范大学. 分析化学（第四版）. 北京:高等教育出版社, 2011,243
[2] 华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，北京师范大学. 分析化学实验（第三版）. 北京:高等教育出版社,2001,72-73
[3] 蔡维平. 基础化学实验（一）[M].北京:科学出版社,2004,298 [4] 宋光泉. 通用化学实验技术[M].广州:广东高等教育出版社,1999,85 （附英文题目、摘要、关键词）
Fe 3+，Bi 3+ mix solution each Component content determination
Sun Xuefei
(Chemistry department, Chemistry,class102, Learning numbers 2010121236) The Abstract Master acidity on the influence of the selective EDTA and EDTA
determine method for continuous; Fe，Bi mixed solution is added ascorbic acid, Fe is reduced to Fe ，namely, Fe ，Bi mixed solution is changed to be the mixed solution of Feand Bi; When pH = 1, we can accurately titrate Bi which is not influenced by Fe; When pH = 5.5, we can accurately titrate Fe which is not influenced byBi .
3 +2 +
2 +
2+
3+
3 +
3+
2+
3 +
3+
3 +
3+
Keywords Fe 3+，Bi 3+mix solution Complexometric Titration ascorbic acid
methenamine XO