汪良武

摘要：暖寶寶黑色粉末中含有鐵單質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)先通過酸浸法將暖寶寶中的鐵單質(zhì)充分浸出，然后用已知濃度的高錳酸鉀滴定暖寶寶硫酸浸取液中的 Fe2+ ，用氧化還原傳感器測(cè)定滴定過程中的電極電勢(shì)， 電極電勢(shì)出現(xiàn)突躍即指示到達(dá)滴定終點(diǎn)，從而計(jì)算出暖寶寶中鐵單質(zhì)的含量。

關(guān)鍵詞：暖寶寶;鐵單質(zhì)含量;氧化還原傳感器;電極電勢(shì)

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2021）29-0049

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

利用氧化還原傳感器測(cè)定暖寶寶中鐵單質(zhì)含量

二、實(shí)驗(yàn)原理

1.用足量的硫酸充分浸取暖寶寶中含有的鐵單質(zhì)：Fe +2H+= Fe2++↑

2.用已知濃度的高錳酸鉀滴定暖寶寶硫酸浸取液中的 Fe2+：5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3++ Mn2++4H2 O

3.高錳酸鉀溶液滴入暖寶寶硫酸浸取液后，溶液的電極電勢(shì)隨高錳酸鉀滴入體積不斷增大，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)其電極電勢(shì)出現(xiàn)突躍。

三、實(shí)驗(yàn)裝備

1.實(shí)驗(yàn)器材：25mL 移液管、100mL 燒杯、電子天平、氧化還原傳感器、滴數(shù)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、帶磁力膠棒器的鐵架臺(tái)、計(jì)算機(jī)及相應(yīng)軟件。

2.實(shí)驗(yàn)藥品：暖寶寶黑色粉末、1L0.5mol/LH2 SO4溶液、0.04mol/LKMnO4溶液。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.暖寶寶黑色粉末的硫酸浸取液制備：

用電子天平稱取10.00g 暖寶寶黑色粉末，用足量硫酸浸?。蛩嵊弥蠓械恼麴s水配置）配成1L 溶液。用保鮮膜密封保存48小時(shí)充分浸取暖寶寶中的鐵單質(zhì)。

2.打開軟件，將數(shù)據(jù)采集器、滴數(shù)傳感器與電腦相連;

3.用移液管量取暖寶寶的硫酸浸取液25.00mL ，放入100ml 燒杯中，放入磁子;

4.滴數(shù)傳感器調(diào)速（勻速， 不要過快、過慢）、用0.04mol/ LKMnO4溶液

潤洗后加入約20ml0.04mol/LKMnO4溶液;安裝時(shí)要注意傳感器能采集到液滴，而又盡可能離溶液近，防止液滴飛濺;

5.氧化還原傳感器探頭用蒸餾水潤洗，濾紙擦干，先安裝在滴數(shù)傳感器支架上，調(diào)整好距離，讓探頭浸沒溶液，又不能觸碰底部， 再打開磁力攪拌器;

6.先采集數(shù)據(jù)，再滴 KMnO4 ，當(dāng)電極電勢(shì)出現(xiàn)突躍（燒杯中的液體同時(shí)變紫紅色）后再滴加幾滴高錳酸鉀，隨后停止滴定。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

設(shè)滴定到終點(diǎn)時(shí)所用0.04mol/LKMnO4溶液的體積為 VmL 1.高錳酸鉀的物質(zhì)的量為4×10-5 Vmol

2.25mL 暖寶寶浸取液中含 Fe2+的物質(zhì)的量：根據(jù)高錳酸鉀和二價(jià)鐵反應(yīng)的系數(shù)比1：5 ，n（ Fe2+）=4×10-5 V×5=2×10-4 Vmol

3.暖寶寶硫酸浸取液中 c（ Fe2+）=8×10-3 Vmol/L

4.起始所配的1L 暖寶寶硫酸浸取液中含 Fe2+物質(zhì)的量：8×10-3 Vmol

8×10-3 V ×56

5.暖寶寶中鐵含量為：

從上面的滴定曲線可以讀出到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)所用高錳酸鉀體積為15.18mL ， 帶入上訴公式， 得出暖寶寶中鐵單質(zhì)含量為68.01%。

六、誤差分析

以下操作會(huì)對(duì)暖寶寶中鐵含量測(cè)定值造成什么影響（偏高， 偏低或無影響）

1.暖寶寶黑色粉末的硫酸浸取液放置時(shí)間過長，二價(jià)鐵離子被氧化

2.硫酸溶液沒有充分浸取暖寶寶中的鐵單質(zhì)

3.滴定過程中高錳酸鉀沒有滴入燒杯

4.取25mL 暖寶寶黑色粉末的硫酸浸取液，稀釋成50mL ，再進(jìn)行滴定。

七、討論與研究

1.通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)你有什么收獲？

2.暖寶寶中的成分主要有鐵粉，碳粉，氯化鈉固體，它的發(fā)熱機(jī)理是什么？

1楊莉莉.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]合肥師范學(xué)院，2018.

2沈世紅.數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J]現(xiàn)代中小學(xué)教育，2016.

本文為全國教育科學(xué)”十三五“規(guī)劃教育部重點(diǎn)課題“中小學(xué)智能實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用實(shí)踐研究”（課題批準(zhǔn)號(hào) DCA190327）子課題“以深度融合智能技術(shù)為特點(diǎn)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程、教學(xué)資源的設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用研究”（課題批準(zhǔn)號(hào) DCA190327-34007）成果。

（作者單位：安徽省合肥市合肥八中230071）