实验十一四氧化三铅组成的测定

四氧化三铅组成的测定一、实验目的1．测定Pb3O4的组成。

2．进一步练习碘量法操作。

3．学习用EDTA测定溶液中的金属离子。

二、实验原理Pb3O4为红色粉末状固体，欲称铅丹或红丹。

该物质为混合价态氧化物，其化学式可写成Pb2PbO4，即式中氧化数为+2的Pb占2/3，而氧化数为+4的Pb占1/3。

但根据其结构，Pb3O4应为铅酸Pb2PbO4或者2PbO•PbO2。

Pb3O4与HNO3反应时，由于PbO2的生成，固体的颜色很快从红色变为棕黑色：很多金属离子均能与多齿配体EDTA以1：1的比例生成稳定的螯合物，以+2价金属离子M2+为例，其反应如下：因此，只要控制溶液的pH，选用适当的指示剂，就可用EDTA标准溶液，对溶液中的特定金属离子进行定量测定。

本实验中Pb3O4经HNO3作用分解后生成的Pb2+，可用六亚甲基四胺控制溶液的pH为5~6，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准液进行测定。

PbO2是种很强的氧化剂，在酸性溶液中，它能定量地氧化溶液中的I-：从而可用碘量法来测定所生成的PbO2。

三、实验药品及仪器固体药品：四氧化三铅（A.R.）、碘化钾（A.R.）HNO3（6M）、EDTA (A.R)、Na2S2O(A.R) 、K2Cr2O7(A.R)、ZnSO4(A.R)液体药品：NaAc-HAc(1:1)混合液、氨水（1:1）、六亚甲基四胺（20%）、淀粉（2%）、HCl(6 mol·L-1)、二甲酚橙（0.2%）仪器：天平、称量纸、量筒（10mL，100mL）、烧杯（50mL）、锥形瓶（250mL）、碘量瓶（250mL）、酸式滴定管（50mL）、碱式滴定管（50mL）、洗瓶四、实验步骤1．Pb3O4的分解用差量法准确称取干燥的Pb3O4 0.5g转移至离心试管中，加入2mL6mol·L-1的HNO3溶液，用毛细玻璃棒搅拌，使之充分反应，可以看到红色的Pb3O4很快变为棕黑色的PbO2。

四氧化三铅组成的测定实验改进研究高仁金;郭巧萍【摘要】按照《无机化学实验》教材中关于“四氧化三铅组成的测定”实验的方法,大部分学生难以得到正确的实验结果.该研究分析教材提供的实验方法和数据,提出新的实验方法和改进措施.结果表明,新方法更容易获得正确的实验结果.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2013(011)006【总页数】3页(P240-242)【关键词】无机化学实验;四氧化三铅;组成测定;改进【作者】高仁金;郭巧萍【作者单位】闽江学院化学与化学工程系,福州350108;闽江学院化学与化学工程系,福州350108【正文语种】中文【中图分类】O614.43;G642.423四氧化三铅是红色粉末状固体，也称铅丹、红丹，化学式为Pb3O4，也可写作2PbO·PbO2，其中氧化数为+2价的Pb占2/3，氧化数为+4价的Pb 占 1/3［1－2］。

“四氧化三铅组成的测定”实验［3］是北京师范大学无机化学教研室等编写的《无机化学实验》教材中的一个典型的综合实验，目的就是测定Pb3O4中+2价和+4价Pb的比例。

该实验多方面训练学生的实验操作基本技能，有助于培养学生的动手能力和综合分析能力。

教材中关于“四氧化三铅组成的测定”实验原理简单概括如下:Pb3O4与HNO3反应生成PbO2，固体的颜色就会由红色变成棕黑色:固液分离后用EDTA标准溶液滴定滤液，可定量测定上述溶液中的Pb2+离子: PbO2是很强的氧化剂，在酸性溶液中，它能定量地氧化溶液中的I－:因此可通过碘量法测定四氧化三铅溶解后所生成的 PbO2。

学生在实验过程中根据教材提供的方法和数据，经常得不到准确的实验结果，主要存在以下问题:首先，教材中提供的Na2S2O3和EDTA标准溶液的浓度都为0.01 mol/L，而实验选用的是50 mL的滴定管，滴定的结果是都超过50 mL，给实验带来误差。

其次，教材中要求加入1∶1氨水，观察溶液由黄色转化为橙色，而黄色和橙色属于同一色系，颜色的过渡不好判断，因此容易导致氨水滴加过量而使得溶液出现大量白色浑浊。

一、实验目的1. 学习并掌握原子吸收分光光度法测定铅含量的原理和方法。

2. 熟悉原子吸收分光光度计的使用和维护。

3. 通过实验，提高分析化学实验技能和数据处理能力。

二、实验原理原子吸收分光光度法是一种利用特定波长的光被物质蒸气中的基态原子所吸收的特性来进行定量分析的方法。

当样品中的铅元素被原子化后，铅原子对特定波长的光产生吸收，其吸光度与铅元素的浓度成正比。

通过测定吸光度，可以计算出样品中铅的含量。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：原子吸收分光光度计、电子天平、微波消解仪、容量瓶、移液管等。

2. 试剂：硝酸、高氯酸、硝酸铅标准溶液、硝酸铅储备液、去离子水等。

四、实验步骤1. 样品前处理：将样品用硝酸、高氯酸混合酸消解，然后定容至一定体积。

2. 标准曲线绘制：配制一系列不同浓度的硝酸铅标准溶液，在特定波长下测定吸光度，绘制标准曲线。

3. 样品测定：将处理后的样品溶液在相同条件下测定吸光度，从标准曲线上查找铅含量。

五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制通过实验，绘制了铅标准溶液的吸光度-浓度标准曲线，相关系数R²为0.999。

结果表明，该方法线性关系良好，可用于铅含量的测定。

2. 样品测定根据实验结果，样品中铅含量为X mg/L。

将样品浓度与标准曲线对比，可以计算出样品中铅的浓度。

3. 实验误差分析（1）系统误差：本实验中，原子吸收分光光度计的准确度和精密度较高，系统误差较小。

（2）偶然误差：在实验过程中，由于操作人员的操作误差、仪器设备的稳定性等因素，可能产生偶然误差。

（3）方法误差：本实验采用原子吸收分光光度法测定铅含量，方法误差较小。

六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了原子吸收分光光度法测定铅含量的原理和方法。

2. 成功绘制了铅标准溶液的吸光度-浓度标准曲线，相关系数R²为0.999，线性关系良好。

3. 样品中铅含量为X mg/L，实验结果准确可靠。

七、实验建议1. 在实验过程中，注意仪器设备的维护和保养，确保实验结果的准确性。

四氧化三铅组成的测定方法实验原理：Pb3O4与HNO3反应生成PbO2 ,固体的颜色就会由红色变成棕黑色:Pb3O4 + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb (NO3) 2 + 2H2O用六亚甲基四胺控制溶液的pH 为 5 - 6 ,以二甲酚橙作指示剂,用EDTA 标准溶液滴定上述混合溶液,定量测定上述溶液中的Pb2 + 离子:Pb2 + + EDTA4 - = PbEDTA2 -PbO2是很强的氧化剂,在酸性溶液中,它能定量的氧化溶液中的I- : PbO2 + 4I - + 4HAc = PbI2↓+ I2 + 2H2O + 4Ac -因此可以用碘量法测定四氧化三铅溶解后所生成的PbO2。

I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6反应中生成的黄色碘化铅沉淀对碘量法滴定终点的影响, 使用醋酸和醋酸钠的混合溶液进行消除PbI2 (s) + 2Ac - = Pb (Ac) 2 + 2I -1. 1 主要仪器和药品电子分析天平恒温干燥箱碘量瓶及锥形瓶(250ml)酸式滴定管、碱式滴定管(50ml)四氧化三铅(A. R. ) 碘化钾(A. R. )EDTA 标准溶液(0. 01mol·dm- 3 ,0. 1 mol·dm- 3)Na2S2O3标准溶液(0. 01mol·dm- 3 ,0. 1 mol·dm- 3)HAc - NaAc (摩尔比1 :1) 混合液六亚甲基四胺(20 %) 。

1. 2 实验1、Pb3O4的分解用差量法准确称量干燥Pb3O4固体0. 5g ,把它置于50ml 小烧杯中, 加2ml 6mol·dm- 3 HNO3 溶液,用玻璃棒搅拌,使之充分反应,可以看到由红色Pb3O4固体变为棕黑色的PbO2 。

接着减压抽滤将反应产物进行固液分离,用蒸馏水少量多次洗涤,保留滤液和固体供下面实验用。

2 、PbO 含量的测定上述滤液全部转移至锥形瓶内,加入4～6 滴二甲酚橙指示剂,逐滴加入1 :1 的氨水至溶液由黄色变为橙色,加入六亚甲基四胺(20 %) 至溶液呈稳定的紫红色(或橙红色) ,再加过量六亚甲基四胺5ml ,PH 试纸检验溶液PH 值(应为5～6) ,然后以EDTA 标准溶液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时为终点,记下EDTA 消耗量。

四氯化三铅组成的测定思考题：1、能否加其他酸如硫酸或盐酸使四氧化三铅分解？为甚么？答：不可以。

盐酸会与四氧化三铅反应，盐酸被四氧化三铅中的二氧化铅氧化成氯气。

硫酸会与二价铅离子反应生成硫酸铅沉淀，与二氧化铅分离不出来。

故盐酸和硫酸均不可以(不能。

用硝酸分解四氧化三铅中的二价铅与硝酸反应生成易溶于水的硝酸铅，从而使二价铅和二氧化铅分离。

若使用硫酸或者盐酸的话，生成的硫酸铅和氯化铅均难溶于水，不利于二价铅和二氧化铅的分离)2、二氧化铅氧化碘离子需要在酸性介质中进行，能否加硝酸或盐酸以代替醋酸？为什么？答：醋酸作为缓冲溶液调节溶液的PH值，使溶液环境保持PH=5~6。

若用强酸代替，随着反应的进行，溶液的PH值变化大，不利于二氧化铅氧化碘离子这一反应。

另外硝酸会氧化碘离子变为碘单质，影响硫代硫酸钠的滴定量。

而四氧化三铅中的二氧化铅氧化盐酸，消耗二氧化铅的量。

（不能。

硝酸具有强氧化性，也会将碘离子氧化为碘单质，使实验结果偏大；盐酸中的Cl-具有还原性，易被强氧化剂二氧化铅氧化，消耗一定量的二氧化铅，使实验结果偏小。

）操作题：1、氧化铅的含量测定中开始加入二甲酚橙指示剂与六亚甲基思胺时，溶液的颜色发生什么变化？当用EDTA滴定时，溶液的颜色又发生什么变化？答：加入二甲酚橙指示剂后溶液从黄色变为橙色。

加入六亚甲基思胺时溶液由橙色变为紫红色。

用EDTA滴定时，溶液由紫红色变为亮黄色。

3、在二氧化铅含量测定中，为什么要加入0.8g 固体碘化钾？溶液有什么变化？答：加入0.8g 固体碘化钾是要使二氧化铅全部被还原与溶解。

此时溶液呈透明棕色。

4、在二氧化铅含量测定中，为什么不一开始加入1mL 2% 淀粉液，而是到硫代硫酸钠滴定溶液至淡黄色才加入？答：淀粉与碘单质络合生成蓝色物质。

若一开始就加入淀粉溶液，淀粉则会络合较多的碘单质，则硫代硫酸钠与碘单质反应的量就少。

到溶液至淡黄色才加入淀粉溶液，此时的碘单质几乎和硫代硫酸钠反应完全，使得碘单质与淀粉反应量较少，减少误差。

《无机化学实验》教学大纲（化学、应用化学专业）（四年制本科·试行）一、教学目的无机化学实验是高等教育理科化学专业第一门基础实验课程。

其主要目的是：通过实验验证、巩固和深入理解所学的无机化学理论知识；通过无机化学实验训练，正确地掌握基础化学实验的基本操作方法和技能技巧，培养学生独立工作和独立思考的能力，养成严谨的科学态度和良好的科学思维习惯。

为后续课程的学习、为培养合格的化学教学和化学化工技术人才打下扎实的基础。

二、教学基本要求：1、通过无机化学实验教学，学生能够正确掌握基础化学实验基本操作，主要操作单元能够独立完成，操作规范、熟练。

2、掌握无机化合物的一般制备原理、制备方法和分离、鉴定方法。

3、熟悉元素和无机化合物的重要性质实验一绪论、仪器的认领和洗涤、干燥（4学时）实验二灯的使用，玻璃管加工（3学时）实验三台秤和分析天平的使用（4学时）实验四溶液的配制（3学时）实验五五水硫酸铜结晶水测定（6学时）实验六氢气的制取和铜相对原子量的测定（6学时）实验七二氧化碳相对分子量的测定（6学时）实验八转化法制硝酸钾（4学时）实验九Fe3+、Al3+离子的分离（4学时）实验十水的净化（4学时）实验十一过氧化氢分解热的测定（4学时）实验十二化学反应速度和活化能测定（4学时）实验十三I3- = I2 + I-平衡常数的测定（4学时）实验十四醋酸电离度和电离常数的测定（4学时）实验十五碘化铅溶度积的测定（4学时）实验十六电离平衡和沉淀平衡（4学时）实验十七氧化还原反应和氧化还原平衡（4学时）实验十八磺基水杨酸合铁（Ⅲ）配合物的组成及稳定常数的测定（6学时）实验十九P 区非金属元素（一）（卤素、氧、硫）（4学时）实验二十P 区非金属元素（二）（氮族、硅、硼）（4学时）实验二十一常见非金属阴离子的分离与鉴定（4学时）实验二十二主族金属（碱金属、碱土金属、铝、锡、铅、锑、铋）（4学时）实验二十三ds区金属（金、银、锌、镉、汞）（4学时）实验二十四常见阳离子的分离与鉴定（一）（4学时）实验二十五第一过度系元素（一）（钛、钒、铬、锰）（4学时）实验二十六第一过渡系元素（二）（铁、钴、镍）（4学时）实验二十七常见阳离子的分离与鉴定（二）（4学时）实验二十八碱式碳酸铜的制备（6学时）实验二十九由海盐制备试剂级氯化钠（6学时）实验三十重铬酸钾的制备—固体碱熔法（6学时）实验三十一高锰酸钾的制备—固体碱熔法（6学时）实验三十二硫代硫酸钠的制备（6学时）实验三十三一种钴(Ⅲ)配合物的制备（6学时）实验三十四十二钨磷酸和十二钨硅酸的制备（6学时）实验三十五四氯化锡的制备（少量试验）（6学时）实验三十六四碘化锡的制备（6学时）实验三十七醋酸铬（Ⅱ）水合物的制备（6学时）实验三十八四氧化三铅组成的测定（6学时）实验三十九水中溶解氧及大气中SO2的测定（6学时）实验四十硫酸亚铁铵的制备（6学时）三、教材及参考书1、北师大等校无机化学教研室编.无机化学实验（第三版）.高等教育出版社（2001.5）2、华东化工学院化学教研室编.无机化学实验（第三版）. 高等教育出版社（1994）3、南京大学大学化学实验教学组编.大学化学实验. 高等教育出版社（1999）4、北京师范大学编.化学实验规范.北京大学出版社（1998）5、孙尔康编.化学实验基础.南京大学出版社6、黄佩丽编.无机元素化学实验现象剖析.北京师范大学出版社（1990）7、天津大学普通化学教研室编.无机化学课堂演示实验.人民教育出版社四、其它说明1、本实验大纲收入的选修实验项目供教学安排时选择。

一、实验目的1. 学习使用原子吸收光谱法测定铅含量。

2. 掌握铅标准溶液的配制方法。

3. 了解实验误差的来源及处理方法。

二、实验原理原子吸收光谱法（AAS）是一种利用特定波长的光被样品中待测元素原子蒸气吸收，通过测定吸光度来定量分析待测元素的方法。

本实验采用火焰原子吸收光谱法测定铅含量。

铅在火焰中原子化后，吸收特定波长的光，吸光度与铅的浓度成正比。

通过测定吸光度，可以计算出样品中铅的含量。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：原子吸收光谱仪、火焰原子化器、铅空心阴极灯、电子天平、移液器、容量瓶、烧杯、玻璃棒等。

2. 试剂：铅标准溶液（1000mg/L）、硝酸、盐酸、去离子水等。

四、实验步骤1. 标准溶液的配制（1）准确移取1.00mL铅标准溶液于100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，得到10.0mg/L铅标准溶液。

（2）准确移取1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL铅标准溶液于5个100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，得到100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L铅标准溶液。

2. 样品溶液的制备（1）准确称取一定量的样品于烧杯中，加入少量硝酸，加热溶解。

（2）冷却后，转移至100mL容量瓶中，用去离子水定容。

（3）根据样品浓度，准确移取一定量的样品溶液于100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

3. 吸收光谱测定（1）开启原子吸收光谱仪，预热30分钟。

（2）调整仪器参数，使铅空心阴极灯发射的特定波长光通过火焰原子化器。

（3）依次测定标准溶液和样品溶液的吸光度。

4. 数据处理（1）以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

（2）根据样品溶液的吸光度，从标准曲线上查出对应的铅浓度。

（3）计算样品中铅的含量。

五、实验结果与分析1. 标准曲线绘制以铅浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，线性范围为100mg/L～500mg/L。

《无机化学实验》课程教学大纲课程名称：无机化学实验课程代码：英文名称：Inorganic Chemistry Experiments课程总学时：82学分：3课程类别：专业必修课适用专业：化学（师范，现代分析测试技术）一、课程简介：无机化学实验是化学（师范类）本科专业第一门必修实验课，通过实验使学生加深对无机化学基本概念的认识和理解，掌握常见元素的重要单质和化合物的典型性质，熟悉实验室中某些无机物质的一般制备方法和某些常数的测定方法。

通过实验使学生学会常规的基本的操作技能、实验技术、培养分析问题解决问题的能力，养成严谨的实事求是的科学态度，树立勇于开拓的创新意识，通过实验培养学生独立工作独立思考的能力，培养细致地观察和记录现象，会归纳综合，正确地处理数据，和分析实验，用语言表达实验结果的能力。

二、课程内容与基本要求：本课程的基本要求：1、通过本课程的学习，加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握，掌握无机化学实验的基本操作技术，近一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应，掌握一般无机化合物的制备和分离，并能初步学会设计实验。

2．必须掌握的基本操作有：玻璃仪器的洗涤；试剂的取用；试管反应操作；沉淀的分离和洗涤；离心机的使用；试纸的选择和使用，常压、减压过滤操作；蒸发浓缩；结晶和干燥；滴定等操作。

初步学会干燥箱、pH计、电导仪、分光光度计等仪器的正确使用。

3．培养严谨求实的科学态度，养成细致的观察和正确记录实验现象的习惯，达到正确归纳综合处理数据和分析实验结果的能力和作图方法。

4．培养科学思维方法和训练科研能力，养成实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风和良好的实验习惯，初步具备独立思考和进行实验的能力。

本课程总学时：82，具体分配如下：注：每学年根据具体情况，从上述实验中选择82学时。

教学内容与要求实验一仪器的认领和洗涤实验目的：1、明确无机化学实验的目的和要求，了解无机实验室的一般知识。

熟悉无机实验室规划和安全守则。