氢氧化亚铁溶液（精选5篇）
氢氧化亚铁溶液 篇1
软磁铁氧体在无线电通讯、广播电视、自动控制、宇宙航行、雷达导航、测量仪表、计算机、印刷、显示、家用电器以及生物医学领域均得到了广泛应用,生产软磁铁氧体的主要原料是高纯磁用α-Fe2O3,根据文献显示[1,2,3],生产软磁用氧化铁首先是要得到相应的亚铁盐(或亚铁盐溶液),再经一定的工艺流程处理后,得到软磁用氧化铁。软磁用氧化铁的质量要求高,尤其对杂质SiO2的要求,SiO2的含量必须≤0.02%[4]。
对于除硅的方法研究已有不少报道[5,6,7,8],Buecker B等[9报道了利用反渗透技术脱除锅炉补给水中的胶体硅和溶解硅。石智峰等[10]研究了基于硅在酸性介质中雨幕酸根离子生成硅钼杂多酸络合物备高碳醇萃取的特性而达到除硅的目的。李国祥等[11]研究了利用SiO2与HF反应的机理去除SiO2杂质。邓淑华等[12]研究了硅酸在酸性溶液中产生自聚反应形成细小的聚硅酸凝胶在PCAM阳离子絮凝剂的作用下生成大体积的絮凝物而将硅杂质从溶液中出去。潘鹤林等[13]利用新生成的Fe(OH)3溶胶捕集SiO2溶胶,使SiO2与Fe(OH)3共沉淀从溶液中除去。根据我们研究物料的特点,结合前人研究的结果,采用氧化絮凝法除硅进行了相关研究,确定了最佳工艺条件,使最终产品的硅含量达到了HG/T2574-94中铁氧体用氧化铁标准[14]。
1 氧化絮凝法除硅的理论基础
亚铁溶液在空气的氧化下,产生三价铁离子,三价铁离子在溶液中水解生成氢氧化铁溶胶,其结构式为:
{[Fe(OH)3]m·yFeO+·(y-z)SO
Fe(OH)3固体颗粒表面的Fe(OH)3分子在酸性条件下电离生成FeO+离子,其反应式为:
Fe
因而使Fe(OH)3成为带正电的胶体。
在水溶液中的硅元素主要是以SiO
而离子HSiO-3仍留在表面形成电势决定离子,作为反离子的H+,一部分进入紧密层,余下部分分布在扩散层中,其结构式为:
{[H2SiO3]m·yHSiO-3·(y-z)H+}zH+
显然,硅胶是带负电的胶体。
由此可见,在亚铁溶液中,由在空气氧化下产生的Fe(OH)3正电的胶体与溶液中带负电的硅胶胶体相互作用聚沉,从而达到降硅除硅的目的。
2 实验部分
2.1 原料与试剂
亚铁盐(绿矾):由某硫铁矿的硫铁矿烧渣经酸浸后所得的酸浸液与铁屑还原得到的亚铁溶液,浓缩后经冷却结晶制得;氨水(AR) 株洲市化学工业研究所出品;碳酸氢铵(农用级) 湖南郴州化工集团有限公司;PAM(聚丙烯酰胺:10 g/L) 湘中化学试剂开发中心。
2.2 实验方法
取一定量亚铁盐用水在40 ℃下溶解成浓度为1.5 mol/L左右的亚铁盐溶液,加入适量氨水调节pH值到5.8左右后,升温至60 ℃,温度升高的过程中,pH缓慢下降,当温度达到60 ℃时,通入空气,其流量为0.2 L/min。在通空气中,pH缓慢下降至5.0 后,停止通入空气,按20～30 mg/kg加入1% PAM,快搅10 s慢搅10 min 后,停止搅拌,静止冷却。最后真空抽滤,滤液加入适量的碳酸铵反应1 h后,真空抽滤,将沉淀物洗涤、干燥、粉碎过筛,煅烧。产物用于硅的分析。
3 结果与讨论
3.1 水质的影响
按实验方法改变不同的水质,其他条件不变,所得产品的分析结果见表1。
从表1中的结果得出,在溶解亚铁盐和洗涤沉淀产物过程中用水的水质的质量对产品的质量有明显的影响。选用自来水,从经济角度上是最好的,但除硅的效果是最不好的,远远达不到产品的质量要求。在溶解亚铁盐过程中的用水改用蒸馏水、和洗涤沉淀产物的用水改用蒸馏水,从分析的结果可以看出,除硅的效果有所改进,但要达到产品的质量要求还是有短距离。在溶解亚铁盐和洗涤沉淀产物过程中用水都用蒸馏水或去离子水后,从分析的结果可以看出,除硅的效果有明显改进,产品中的含硅量远远小于产品的质量要求。所以,为了确保产品的质量,在溶解亚铁盐和洗涤沉淀产物过程中用水应选用去离子水。
3.2 温度的影响
反应温度对除杂效果的影响是非常明显的,升高温度会快氧化速率,短时间增多可被氧化的亚铁离子,生成的氢氧化铁溶胶增多,同时被吸附沉淀的SiO2杂质增多,促进了除杂效果,但温度过高使Fe(OH)3沉淀增大,造成总铁量的损失,影响最终产品氧化铁的质量,影响了除SiO2杂质的效果。实验结果如表2。
从表2中的结果可知,在60 ℃时除杂效果好,因而实验温度选择60 ℃。
3.3 酸度的影响
将溶液中硅含量降低的通常方法是将溶液的pH值调节到一定的值,此时产生Fe(OH)3沉淀,生成的Fe(OH)3溶胶捕集SiO2溶胶,使SiO2与Fe(OH)3共沉淀达到从溶液中除去的目的。按实验方法改变加入氨水用量调节pH值到3～6,其他条件不变,所得产品的分析结果如表3。
从表3中的结果可以得出,调节亚铁溶液的酸度对产品的质量有明显的影响。当溶液的pH值小于4.0时,产品中的硅含量偏高;当溶液的pH值大于4.0时,产品中的硅含量已达到了产品的质量要求。在实验过程中,当溶液的pH值到5.0～6.0后,通入空气时pH值会缓慢下降,为了防止pH值下降,在通入空气的过程中不断的补充氨水,这样操作起来就比较麻烦,因此,在实验过程中,现将溶液的pH值到6.0后,再控制通入空气的过程pH值下降的情况,试验得出,如果pH值降低得太多,对产品中的含硅量有明显的影响,其分析结果见表4。
从表4中的结果可以看出,通入空气将pH值缓慢下降时,如降低得太多,的确对产品中的含硅量有明显的影响,这是由于pH值下降至小于4.0时,产生的Fe(OH)3沉淀部分溶解而生成的Fe(OH)3溶胶捕集SiO2溶胶释放出来,造成产品中的硅含量偏高。所以酸度控制应选择加入适量氨水时调节pH值到5.8～6.0之间,通入空气的过程的pH值控制在5.0或5.0～5.4之间。
3.4 空气通气用量的影响
通空气的目的是将一部分的亚铁离子氧化成三价铁离子,使三价铁离子在一定的pH值下产生Fe(OH)3沉淀,生成的Fe(OH)3溶胶捕集SiO2溶胶,使SiO2与Fe(OH)3共沉淀达到从溶液中除去的目的。在实验中,按实验方法改变空气通气用量,其他条件不变,所得产品的分析结果如表5所示。
从表5中的结果可以看出,空气通气用量对除硅的效果并无明显的影响,只是对铁的损失率有较大的影响。这是由于通空气的用量增大,使亚铁离子氧化成三价铁离子的量增多,产生Fe(OH)3沉淀就增多,使得溶液中的亚铁离子量就降低,因而使得三氧化二铁的产量就小,生成的Fe(OH)3溶胶捕集SiO2溶胶的程度达到饱和,这样就会使得氧化铁中的氧化硅的含量相对提高,这与实验的结果是相符合的。所以,空气通气用量要综合考虑通气流量和通气时间两个因素的影响。
3.5 絮凝剂用量的影响
絮凝剂的用量是影响絮凝效果的关键,加入量过大经济上不合算,用量过小絮凝效果不好,在实验中,按实验方法改变絮凝剂的用量,其他条件不变,所得产品的分析结果列于表6中。
从表6中的结果可以看出,絮凝剂的用量对除硅的效果并无明显的影响,不过在过滤的时候, 絮凝剂的用量过多时过滤比较困难,再考虑到经济方面,絮凝剂的用量为20～30 mg/kg较好。
3.6 静置时间的影响
按实验方法改变静置时间,其他条件不变,所得产品的分析结果如表7。
从表7中的结果可以看出,静置时间对除硅的效果并无明显的影响,不过静置时间的长短一般对絮凝的效果有一定的影响,因而静置时间选择6～12 h。
4 小 结
通过对氧化絮凝法除硅的理论分析和实验研究可以得出:调控溶液的pH值,采用空气氧化产生的新生相氢氧化铁胶体对溶液中的硅物质吸附沉降,能很好地将硫酸亚铁溶液中的硅除去,除硅的适宜条件是:反应温度60 ℃,pH值5.0～5.4,通入空气量0.2 NM3/h,絮凝剂的用量为20～30 mg/kg,静置陈化6～12 h。经净化的硫酸亚铁制备的氧化铁中的硅含量<0.01%,达到了HG/T2574-94铁氧体用氧化铁标准要求。
氢氧化亚铁溶液 篇2
一、有利于培养学生的观察能力和语言表达能力；
二、通过对比，建立了知识之间的内在关系，强化对了学生知识点的理解；
三、为学生深层次理解实验现象背后的本质原因提供了有力的直观依据；
氢氧化亚铁溶液 篇3
关键词：喷泉实验拓展；二氧化碳与氢氧化钠；趣味性实验
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）10-243-01
喷泉实验是高一化学中的一个趣味性实验，也是一个重要的实验，在实验教学中的地位举足轻重，富有探究意义。对喷泉实验进行深入的研究不仅有助于学生掌握多种气体的性质和反应,其原理的拓展和迁移还可以应用于有关装置的气密性检查、装置中液体的倒吸、排水集气和排水量气等实验操作和实验现象。设计喷泉实验之前必须了解喷泉实验的原理：通过物理学中的压强改变（主要是减少）使液体通过大气压强进入容器中形成的现象。
喷泉实验是课本叙述和演示的一个重要实验，也是高考常考内容，并且题型的设计屡有创新，难度也在变化中递增。我们通过实验操作、讨论、计算，不仅要了解溶于水的气体，由压强变化形成美丽的喷泉的定性认识，更要掌握气体和溶液、或气体和气体只要压强变化都能形成这一实验现象的本质。
深层思索：瓶内外压强的显著差异导致了喷泉现象。也就是说，喷泉是一种外在表现形式，显示的是瓶内外气体压强的差异。那么，是否可以通过其他外在形式来显示压强的变化呢?
一般要求气体溶解度较大（理论上1：1溶解即可，但实际要求较大）。可以通过增压使气体与水（或其它液体）接触后，也可通过减压直接将水（或其它液体）吸入。若是滴管引发的，则滴管中所能挤出的水的多少、气体溶解度大小、烧瓶体积大小、导管粗细、导管高度都可能成为喷泉实验成功与失败的关键。即挤入液体溶解完气体后形成相对压强减小程度、能使液柱上升的高度等都是实验成功的关键。一般来讲，烧瓶小些为好，导管细些、短些实验更容易成功。
这里列举一些能做喷泉实验的组合:
1、NH3、HCl、HBr、HI等这些在水中溶解度大的气体、NO2或V（NO2）：V（O2）为4：1的混合气体或V（NO）：V（O2）为4：3的混合气体，都可与水配组做喷泉实验；
2、CO2、SO2、H2S、H2 NO2、Cl2溶解度不大的等酸性气体不能与水配组形成喷泉，但可以与NaOH溶液配组形成喷泉，且NaOH溶液浓度越大，效果就越好；
3、有机气体与有机溶剂配组形成喷泉；
4、O2、N2、H2等不溶于水的气体，设计一定实验条件将其反应掉，也能形成喷泉。
5、液体是盐酸或硫酸时，NH3等碱性气体。
所以能做喷泉实验的组合有很多，总之能使气体大量溶解于水（溶液）中或能与溶液反应即可形成。由喷泉实验的启示，我们设计氢氧化钠跟二氧化碳反应的喷泉实验。
【反应原理】
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
【实验用品】
仪器：微型气体发生器、塑料多用滴管、微型集气瓶、带导管的单孔橡皮塞、T形管、100mL、烧杯胶皮管、橡皮塞、火柴、酒精灯
药品：稀盐酸（1:2）、石灰石（或大理石）、1mol/LNaOH溶液蓝色石蕊试纸
【实验装置】
【实验过程】
1、仪器组装
装置主要有发生装置和收集装置两部分组成：
从中间剪开一只塑料多用滴管，将一只玻璃导管塞进带有细径的一半，制成套有去底塑料多用滴管的玻璃管，将细径部分插入T形管内并用胶皮管连接密封好。按上图所示连接组装仪器。
2、检查装置的气密性
在微型集气瓶的瓶口塞紧一只橡皮塞，将套有去底塑料多用滴管的玻璃管的下端插入盛有少量水的小烧杯中。用手挤压胶头，导管口有气泡产生，松开手，导管内上升一小段水柱，过一会儿，液面不下降，说明装置不漏气，气密性良好。
3、制取并收集、检验二氧化碳
在微型气体发生器底部的凹坑内加入适量细小的石灰石，在塑料多用滴管内吸入稀盐酸，插入微型气体发生器的支管内，塑料多用滴管和支管之间用胶皮管密封连接。在微型集气瓶的瓶口塞一团棉花，挤压胶头，使稀盐酸进入微型气体发生器，开始反应并制取二氧化碳，用向上排气法在微型集气瓶内收集二氧化碳。过一会儿用燃着的木条检验二氧化碳。然后用湿润的蓝色石蕊试纸置于微型集气瓶口，半分钟后可以看到蓝色石蕊试纸变红。
4、二氧化碳溶与氢氧化钠溶液反应的喷泉实验
用橡皮塞塞紧微型集气瓶的瓶口，再制取少量二氧化碳，排除细径内的空气。然后再反复挤压几次胶头（滴管内少量的稀盐酸已经消耗完），促使二氧化碳被氢氧化钠吸收。一会儿，可以看到氢氧化钠溶液通过细径被吸进微型集气瓶中，形成喷泉。最后整个实验装置内都有大量液体。
【实验优点】：
1、装置简单，便于组装和操作。
2、可以自由的控制反应物的用量。
3、实验现象明显，趣味性十足。
本实验是在氨的喷泉实验的基础上进行的改进和和扩展，使学生知道喷泉实验不只是局限于用易溶的气体与液体来做。同时通过本实验的探究可以激发学生的学习兴趣，并且有助于培养学生的发散思维.让学生从实验中理解原理，并培养了自己的实验操作能力和科学研究的方法，懂得了实践出真知的辩证科学原理。
通过该实验的探究使学生知道了喷泉实验不只是局限于类似氨的溶于水的设计方案，比如本实验中互相反应的气体和溶液也可以完成喷泉实验的设计。类似的组合还有很多，学生可以根据喷泉实验的原理自主设计一些其他的喷泉组合。在完成实验探究的同时，能体验到实践活动中的乐趣，并能够提升自己的动手能力和丰富自己的科学视野，在科学探究的学习路上渐行渐远。
参考文献：
[1] 周之云.二氧化碳的制取及喷泉实验.教学仪器与实验，1993，(04)
[2] 汪自友.丰富多彩的喷泉实验.青苹果,2006(03)
[3] 廖旭杲.喷泉实验教学三部曲.化学教学,2002(07).
氢氧化亚铁溶液 篇4
在理化分析过程中,一切测量都是不可避免地具有不确定度。根据国家质量技术监督局发布的《测量不确定度评定和表示》(JJF1059-1999)[1],按GB/T601-2002[2]标准,标定氢氧化钠标准滴定溶液。具体步骤是干燥并称取基准物——邻苯二甲酸氢钾(KHP),配制约0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液,用此溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(KHP)至终点,同时计算氢氧化钠标准滴定溶液的摩尔浓度。
2 数学模型
式中:
CNa OH-Na OH溶液的浓度,mol/L:
1000-由m L转化为L的换算系数;
mKHP-滴定标准KHP的质量,g;
PKHP-KHP的纯度,以质量分数表示;
MKHP-KHP的摩尔质量,g/mol;
VT-Na OH溶液的滴定体积,m L。
上式可用因果图来表示:
3 不确定度分量的量化
表1列出了各不确定度分量,表3以列表方式列出。0.10167mol/LNa OH溶液的合成标准不确定度为0.00010mol/L。
4详细讨论
4.1介绍
本例子讨论的是氢氧化钠(Na OH)溶液的浓度标定试验。Na OH由滴定基准物邻苯二甲酸氢钾(KHP)的标定。已知Na OH的溶液浓度在0.1mol/L左右。
4.2步骤1:
技术规定
步骤1描述了测量的具体步骤,包括列出测定步骤、被测量的数学计算公式及其所依据的具体参数。
(1)步骤
a.Na OH溶液的标定包括以下步骤:
按供应商的说明,将标准物KHP干燥。按供应商的说明印制在其提供的产品目录中,并且注明了滴定标准物的纯度及其不确定度。滴定19.15ml浓度为0.10167mol/L的Na OH溶液需要消耗KHP的量为:
称量应使用最后一位为0.1mg的天平。
b.配制0.1mol/L的Na OH溶液。
为配制1LNa OH溶液大约需要称取4g Na OH。然而,由于Na OH溶液的浓度是由标准物KHP来测定,而不是直接计算得到,因此不需要与Na OH的分子量或质量有关的不确定度来源信息。
c.将称取的滴定标准物KHP溶解于大约50m L去离子水中,再以Na OH溶液滴定。以酚酞作指示剂,终点为粉红色。
(2)计算
被测量,即Na OH溶液的浓度,取决于KHP的质量、纯度、分子量和滴定终点时消耗的Na OH的体积:
式中:
CNa OH-Na OH溶液的浓度,mol/L;
1000-由m L转化为L的换算系数;
mKHP-滴定标准KHP的质量,g;
PKHP-KHP的纯度,以质量分数表示;
MKHP-KHP的摩尔质量,g/mol;
VT-Na OH溶液的滴定体积,m L。
4.3步骤2:
不确定度来源的确定和分析
本步骤的目的是确定各主要不确定度的来源,了解其对被测量及其不确定度的影响。本步骤是分析测定的不确定度评估中最困难的,因为一方面有些不确定度来源可能被忽略,另一方面有些不确定度来源可能会被重复计算。绘制因果图是防止这类问题发生的一个可行的方法。制作因果图的第一步就是先画出被测量计算公式中的四个参数。
然后,分析测定方法的每一步骤,再沿主要影响因素将其他进一步的影响量添加在图中。对每一个分支干均进行同样的分析,直到影响因素变得微不足道为止,将所有不可忽略的影响均标注在每一个分枝干上。
(1)质量mKHP
称取397.6mg KHP来标定Na OH溶液。称重为减量称重。因此在因果图上应画出净重量(mtare)和总重称量(mgross)两条支干。每一次称重都会有随机变化和天平校准带来的不确定度。天平校准本身有两个可能的不确定度来源:灵敏度和校准函数的线性。如果称量是用同一台天平且称量范围很小,则灵敏度带来的不确定度可忽略不计。
所有不确定度来源均标注在因果图上。
(2)纯度PKHP
供应商目录中标注的KHP纯度介于99.95%~100.05%之间。因此PKHP等于1.0000±0.0005g。如果干燥过程完全按供应商的规定进行,则无其他不确定度来源。
(3)摩尔质量MKHP
邻苯二甲酸氢钾(KHP)的传统分子式C8H5O4K。该分子的摩尔质量的不确定度可以通过合成各组成元素原子量的不确定度得到。IUPAC每两年在《纯粹和应用化学杂志》上发表一次包括不确定度评价值的原子量表。摩尔质量可以直接由该表计算得到;为求简洁,因果图忽略了各个原子的质量。
(4)体积VT
滴定过程借助于25m L的活塞滴定管。正如前面例子中充满容量瓶一样,Na OH溶液从活塞滴定管滴定的体积有三个同样的不确定度来源。这三个来源是体积校准时的不确定度以及由实验室温度与活塞滴定管校准时温度不一致而带来的不确定度。此外,滴定体积的重复性已通过实验合成的重复性考虑,由于是强碱滴定强酸,酚酞变色判定终点偏差及其不确定度可以忽略。
4.4步骤3:
不确定度分量的定量
步骤2确定的各个不确定度来源在步骤3进行量化,并转化为标准不确定度。通常,各类实验都至少包含了活塞滴定管体积的重复性和称量操作的重复性。因此,将各重复性分量合并为总试验的一个分量,并且利用方法确认的数值将其量化是合理的,由此导致对因果图的修正。
方法确认表明滴定实验的重复性为0.05%。该值可直接用于合成不确定度的计算。
(1)质量mKHP
有关称量有:
容器和KHP:28.3631g(观测)
容器和减量的KHP:27.9655g(观测)
KHP:0.3976g(计算)
由于引入了前面已经确定的合成重复性,因此没有必要考虑称量的重复性。天平量程范围的系统偏移可以抵消。因此,不确定度仅限于天平的线性不确定度。
注天平计量证书标明其线性为±0.15mg。该数值是托盘上的实际重量和天平读数的最大值。天平制造商自身的不确定度评价建议采用矩形分布线性分量转化为标准不确定度。
因此,天平的线性分量为
上述分量必须计算2次,一次作为空盘,另一次为毛重,因为每一次称重均为独立的观测结果,两者的线性影响间是不相关的。
因此得到质量mKHP标准不确定度u(mKHP)数值为:
注:由于称量均是按常规在空气中进行的,因此不考虑浮力修正[H.19]。其他不确定度分量太小,不予考虑。
(2)纯度PKHP
PKHP为1.0000±0.0005。供应商在目录中没有给出不确定度的进一步的信息,因此可将该不确定度视为矩形分布,标准不确定度
(3)摩尔质量MKHP
UPAC最新版的原子量表中查得KHP(C8H5O4K)中各元素的原子量和不确定度如表2所示。
对于每一个元素来说,标准不确定度是将IUPAC所列不确定度作为矩形分布的级差计算得到的。一次相对的标准不确定度等于查得数值除以。
各元素对摩尔质量的贡献及其不确定度分量如表3所示。
表3各数值的不确定度是由表2各元素的标准不确定度数值乘以原子数计算得到的。
KHP的摩尔质量为:
上述为各独立数值和,因此标准不确定度u(MKHP)就等于各不确定度分量平方和的平方根:
(4)体积VT
a.校准:
制造商已给定了滴定体积的准确性范围为±0.03m L。假定为三角形分布,标准不确定度为。
注:如果有由于认为出现在中心区的机率大于极值附近时,ISO指南(F.2.3.3)建议采用三角分布。例子中的玻璃容器均假定为三角形分布。
b.温度:
由于对温度缺乏控制而产生的不确定度按前例方式计算,但这一次假定温度的波动范围为±3℃(置信水平为95%)。同时由于水的膨胀系数2.1×10-4℃-1得到:
因此因温度控制不充分而产生的标准不确定度为0.006m L。
注:当处理由于环境因素,如温度控制不充分而产生不确定度时,考虑不同值的影响因素之间的相是很重要的。本例中,溶液温度的主要影响是考虑不同溶剂不同的热效应,也就是说溶液与周围温度不平衡。因此,本例中,在STP(标准温度和压力)下温度对每种溶液浓度的影响是不相关的,因此作为树立不确定度分量处理。
合并各个不确定度分量得到体积VT的不确定度u(VT)。
4.5合成标准不确定度的计算
由下式计算获得:
4.4列出了上述各参数的数值、标准不确定度和相对不确定度。
上述各参数后,得到:
对于乘法表示式(如上式),按下式使用标准不确定度:
不确定度U(CNa OH)可由合成标准不确定度乘以包含因子2后得到。
Na OH溶液的浓度为(0.1017±0.0002)mol/L。
5 综合结论
通过以上各种不确定度计算分析,按中国实验室注册评审员培训教程要求[4],得出以下结论:
5.1 被标定氢氧化钠标准滴定溶液浓度的不确定度由三部分组成,即基准物质引起的不确定度分量、样品吸光度重复性引起不确定度分量,样品稀释引起的不确定度分量。标准物质引起的不确定度分量产生主要影响,样品稀释引起的不确定度分量的影响次之。
5.2 标准物质引起的不确定度也由三部分组成:标准物质本身的不确定度、移液管和容量瓶引起的不确定度分量。影响最大的是标准物质的不确定度,移液管的影响次之。
5.3 样品稀释引起的不确定度也由三部分组成:人员、移液管和容量瓶。三者的影响相近,人员的影响大一些。
摘要：研究了用滴定法标定氢氧化钠标准滴定溶液的浓度,分析由滴定过程中的各分量得到的测量结果的不确定度及表示方式。
关键词：标定,氢氧化钠标准滴定溶液,不确定度
参考文献
[1]国家质量技术监督局.JJG1059-1999,测量不确定评定和表示.中华人民共和国国家计量技术规范[S].
[2]GB/T601-2002,中华人民共和国国家标准[S].
[3]国家质量技术监督局.JJG196-1990,玻璃仪器检定规程[S].
氢氧化亚铁溶液 篇5
第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应
【教学目标】：
1、通过学习钠、铝、铁分别与水的反应，找出与水反应的相同点和差异
2、根据钠、铝、铁与水的反应情况差异，找出其本质原因 【教学重点难点】：钠与水的反应、铝与氢氧化钠溶液的反应 【教学过程】
【板书】
二、金属与水的反应
【讲述】钠除了能与氧气反应之外，能否跟水反应呢？其他的金属能否与水反应呢？这节课我们就来探究金属与水反应的问题。我们来做一下钠与水反应的实验，看看钠到底能不能跟水反应呢？反应又能生成什么物质？
【演示实验1】 在小烧杯中加入约1/2的水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察现象。
★观察时应注意几方面内容：钠在水中的哪个部位反应，形态有何变化，如何运动，发出怎样的声音，溶液颜色有何变化？
实验现象：
1、钠投入水里后，浮在水面上
2、钠立即跟水反应，并有气体产生，同时钠熔化成闪亮的小圆球。
3、小圆球在水面上向各个方向迅速游动
4、有嘶嘶的声音发出，最后小圆球消失
5、反应后的滴有酚酞的水溶液变红色 实验结论：
1、因为钠的密度比水小。
(浮)(熔)(游)
2、钠与水的反应是放热反应，且钠的熔点较低
3、钠与水反应产生气体，推动小球迅速游动；
4、产生的氢气与水摩擦、与空气中的氧气化合、反应放热等，从而发出响声。(响)
5、说明钠与水反应生成了碱
(NaOH)
(红)【说明】：①钠与水的反应是氧化还原反应，钠是还原剂，水是氧化剂，其
/ 6
电子转移：
失去2×e0+1－，被氧化2Na + 2H2O2NaOH + H2↑－得到2×e，被还原+10
②钠与水的反应是钠原子和水电离出来的氢离子反应即该反应属于离子反应。
其离子方程式： 2Na+2H2O2Na++2OH－+H2↑
③钠的保存：实验室中的钠需保存在煤油中，其原因有：（1）钠与空气中的氧气反应；（2）钠与水反应；（3）钠不与煤油反应，且其的密度大于煤油的密度。
【思考】根据金属活泼顺序，钠排在铜的前面，那么金属钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜？推测可能出现的现象。
【演示实验2】在烧杯中加入约20ml的CuSO4溶液，将切好的钠投入到其中，盖上表面皿，观察现象。
现象：除钠与水的反应现象外，还产生蓝色絮状沉淀
【结论】钠与盐溶液反应不能置换出金属，实际上是将钠投入盐溶液中，首先钠与水反应，然后生成的氢氧化钠再与盐反应生成难溶的碱。
【问题讨论】
1、钠既能与氧气反应，又能与水反应，那么钠应该如何保存呢？
隔绝空气，保存在煤油中
2、已知钠和四氯化碳不能反应，四氯化碳的密度比钠大，那么钠能否保存在四氯化碳中？
不能保存在四氯化碳中，浮在上面
3、钠着火应该怎么扑灭？用水行吗？泡沫灭火器呢？
钠能与水反应，同时产生易燃的氢气并放出大量的热，钠也能在二氧化碳中燃烧，所以钠着火，不能用水、泡沫灭火器、干粉灭火器灭火，应用沙子压灭。
钠是活泼金属，能够和水反应，那么铁能否和水反应呢？平常我们何以用铁锅来煮水，说明铁是不能和冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢？阅读课本P50的内容。
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【科学探究】
可用以下三种实验装置中的任意一种探究铁与水蒸气的反应。
【思考】铁与水的反应中，如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉，反应能否发生？
不能，铁钉与水蒸气的接触面积小。【小结】金属与水反应的规律是：
（1）K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑
（2）Mg和冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，Al与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和氢气。
Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑
（3）Zn、Fe、Sn、Pb和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和H2。3Fe + 4H2O(g)=== Fe3O4 + 4H2 Zn + H2O(g)=== ZnO + H2
（4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应。【板书】
三、铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应 【实验3—4】铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应 现象：均有气泡产生
方程式： 2Al+6H+=2Al3++3H2
（常温下与遇浓H2SO4，浓HNO3钝化，加热时反应不放出H2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
【讲述】Al与NaOH反应的实质是Al的表面有一层氧化膜(氧化铝)，能与NaOH反应而除去，从而使铝裸露出来与水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH
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反应生成NaAlO2，促进Al和水的反应而溶解，因此水是氧化剂。该反应也可以分两步写出：
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 失6e－2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑+ 4H2O得6e－
【应用】铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物。【课外阅读】铝对人体的毒性效应
铝是自然界最常见的元素，也是地壳中分布广泛，含量高达8.8%(质量分数)，仅次于氧和硅，多以硅铝酸盐的形式存在于矿物、岩石、粘土和土壤中，在生物体内铝的含量很少，被称为微量元素。过去很长时间内认为铝是无毒元素，铝对环境的污染，对人类健康的影响一直未被引起注意，但随着近代对铝矿的开采，炼铝工业的发展，铝及铝的合金和化合物已遍及国防、科研、工农业生产各个部门，并已进入千家万户。这一方面给人类社会带来了现代化的舒适和方便，但也给人类生活带来了一定的危害。
长期以来铝一直被认为是无毒元素，铝制烹调器皿、含铝膨松剂、发酵粉、净水剂的使用也均未发现铝的直接毒性，大剂量的口服含铝药物也无显著的毒性反应，也就是说铝无直接的毒性效应。但近几年的研究表明，铝可以扰乱生物体的代谢作用，造成长期地、缓慢地对人类健康的危害。
铝对土壤的污染可引起对植物的毒性效应，铝对水体的污染可引起对水生生物的毒性效应，这些毒性效应也可间接对人体产生毒性效应。下面就铝对人体直接产生的毒性加以简述：
一、铝进入人体的渠道
1、含铝净水剂的使用
自19世纪末叶美国首先将硫酸铝用于给水处理以来，一直被广泛应用，在最早时中国人也有用明矾净水的习惯。目前世界各国水厂多采用铝盐(如硫酸铝、明矾、聚硫酸铝、聚氯化铝)对饮用水进行净化，这些可溶性酸性的水(用漂白粉或氯气消毒的自来水)更易使Al3+溶出随饮用水进入人体。1983年美国国家环保局对200个水厂调查表明，用硫酸铝作为混凝剂的50%水厂自来水中含铝量在 4 / 6
0.12mg/L以下，未处理的水为0.96mg/L。1986年美国自来水协会调查表明，25%的水厂自来水均含铝0.2mg/L，处理水为0.25mg/L，而自来水中含铝量高达0.41mg/L的水厂中82%为用石灰调pH值，铝含量平均为0.026mg/L的水厂只有35%的石灰调pH。这表明水的净化处理技术对自来水中铝的残留量有很大的影响。
2、含铝膨松剂的作用
目前常用的膨松剂有明矾和磷铝酸钠(Na3Al(PO)4)2，在制作油条、粉丝等膨化食品时加入，随食用Al3+进入人体。
3、铝制炊具的不当使用
在使用铝制炊具时接触酸(醋)、碱、盐等也可以使大量Al3+溶出进入食物中。又如我们习惯用铝锅烧开水，此水中铝含量大于216g/L，最高可达4631g/L，比自来水和铁壶煮水高出9~190倍。
4、饮茶及含铝药剂的使用
饮茶虽有利健康，但多种茶叶中含铝量也很高，如绿茶含403.31g/L，红茶已含485.79g/L，花茶含319.06g/L，在茶叶的泡制过程中Al3+会溶出进入人体。血液透析时透析液含铝多，也可引起铝在体内滞留；长期使用氢氧化铝胃药也会造成铝在人体内的蓄积，但这不是主要的。
二、铝对人体的毒性效应
正常人体含铝量50~100mg，人体摄入的铝99.7%来自食品、饮水和饮料，每天从饮食中摄取铝平均45mg左右。进入胃肠道的铝吸收率为0.1%，大部分随粪便排出体外，少量的铝经肠道吸收人体。近10年来人们发现了铝的毒性，并引起了重视。普遍认为铝的毒性主要表现为对中枢神经系统的损害，临床上铝中毒的表现主要有铝性脑病、铝性胃病和铝性贫血等，老年性痴呆症的发生增多就与铝在体内的积累有关，医学研究发现该病的病人脑组织中含有高浓度的铝。将AlCl3注入猫脑等动物实验也证实了这一点。原因是神经元吸收铝后，铝进入神经核内，改变了细胞的骨架，影响染色体而产生病变，造成蛋白质的生化代谢的紊乱，导致痴呆病的发生。
铝在人体内还能干扰磷的代谢，铝在肠道内可与磷酸盐形成不溶性的AlPO4，阻止肠道对磷的吸收，从而使血液中和其它组织内磷的总量送还和，磷
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在生物体内起着举足轻重的作用，磷的缺少会引起机体的代谢紊乱，也会影响机体对钙的吸收，造成机体脱钙的现象，最终导致骨软化症。另外，Al3+能取代重要酶及生物分子上的Mg2+，与生物配体形成比Mg2+更稳定的化合物，抑制Mg2+依赖酶的活性。Mg2+对神经系统有抑制作用，低镁时神经肌肉兴奋性增强，因此，一旦Al3+取代Mg2+，将引起机体代谢的不平衡，造成神经系统等各方面的疾患。
总之，铝在人体中引起的毒性是缓慢的，长期的，不易觉察的，但是一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果是严重的，是不可恢复的。
三、控制铝对人体危害的有效途径
(1)迄今为止，自来水工业普遍采用铝盐净化饮用水，国内现有生产方法制得饮用水含量比原水一般高出1~2倍，这对人体可能构成一定的不良影响，因此水的净化处理技术有待于进一步改进。
(2)少施或不施酸性化肥如硫铵[(NH4)2SO4]，氯化铵(NH4Cl)等，降低土壤的酸度，使Al3+尽量少释放，以免影响作物的生长。我国在这方面也多有改进，多生产尿素、碳铵等中性肥料和腐植酸类肥料。
(3)铝对环境的污染与酸雨有关，我国南方等地酸雨现象比较突出，酸雨可使工业含铝污泥和土壤中的铝转变为可溶性铝，从而给作物带来毒害及水体污染。我国正发展排烟脱硫的化学方法，控制SO2的排放，以便减少酸雨的降落。
(4)改良不合理的饮食习惯，尽量减少Al3+的人口渠道，丢掉传统油条膨松剂的使用，治疗胃病的药物尽量避开Al(OH)3的制剂，改用胃动力药。
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