• 李黄河 金纪阳 • 沙高洁 汤 问

内容提要• 一、明矾的制备和组分含量的测定、明矾

的净水作用

• 二、三氯化六氨合钴的制备和组分含量的测定、离子构型和分裂能的测定

• 三、自选实验：十二钨硅酸的制备和酸性测定、催化性能表征

1. 实验目的☞ 掌握酸溶法和碱溶法制备明矾的基本步骤和注意事项；☞ 掌握差减法测定结晶水含量的方法；☞ 复习配位滴定法、分光光度法、重量分析法测定离子含量的方法；☞ 用控制变量法探究影响明矾净水效果的因素。

一、明矾的制备和组分含量的测定与 明矾的净水作用

☞ 明矾的制备

☞ 明矾结晶水的测定

☞ Al 含量的测定（分光光度法）

☞ SO42- 含量的测定

☞ 明矾的净水作用探究

2. 实验内容（附相关思考、讨论）

☞ 碱溶法制备明矾

1. 实验步骤（附相关原理）（ 1 ）称取 2gKOH 溶于 30ml 水中，加入 1g 废弃铝质易拉罐片，加热溶解后趁热过滤；2Al+2KOH+2H2O=2KAlO2+3H2↑（ 2 ）将滤液加热至近沸，不断搅拌下加入 6mol/L硫酸至沉淀全溶，趁热抽滤；2KAlO2+H2SO4+2H2O=2Al(OH)3+K2SO4

2Al(OH)3+K2SO4+3H2SO4=2KAl(SO4)2+6H2O（ 3 ）转至蒸发皿，加热浓缩，冷却，抽滤，醇洗，称重，计算产率。

2. 思考和讨论Q1 ：为什么加硫酸至沉淀全溶便不再加？酸过量有什么后果？A1 ：酸过量会促使 Al 聚合，形成聚铝。Q2 ：为什么冷却后析出的是明矾，而不是硫酸铝、硫酸钾？A2 ：以下是明矾、硫酸铝、硫酸钾的溶解度曲线：

0

50

100

150

200

0 10 20 30 40 60 80 90 100

℃温度（ ）

g/1

00g

溶解

度（

水）

明矾

硫酸铝

硫酸钾

可以看出，低温下溶解度最小的是明矾；明矾溶解度随温度变化影响很大，可以用冷却法析出。

明矾的制备中问题与讨论

By 金纪阳

提纲• 1 、明矾的制备方法简介• 2 、活性炭在酸法中的催化作用• 3 、酸法和碱法中的其它问题

酸法制备明矾的流程

用什么催化好？三氯化铁、盐酸： 可以加快反应速率，但是难以分离除去电解法 不带入杂质，但耗能较大我们的尝试：活性炭

活性炭可能的催化机理

碱法制备明矾的流程

碱法的主要问题• 在溶解过程中的灰黑色杂质是什么东西？• 为什么加入了过量的硫酸还有乳光？（说

明有胶体）

灰黑色的杂质是什么？• 3004 型铝的组成： 　　 Si ： 0.30% 　　 Cu ： 0.25 % 　　 Mg ： 0.8 ～ 1.3 % Zn ： 0.25 % 　　 Mn ： 1.0 ～ 1.5% 　　 Fe ： 0.7% 　　 其它： 0.05%

可见杂质的一部分可能是无法溶解的金属

灰黑色的杂质是什么？易拉罐的内壁有一层保护膜，其成分主要是

环氧树脂，一些种类的环氧树脂在较高的温度下会发生分解。

可能是因为内壁的保护膜没有刮干净，残留的环氧树脂发生分解

为什么加入过量的硫酸乳光不消失？

• 1 、可能生成一些较复杂的铝的配合物• 2 、溶解在碱液中的硅在酸性条件下生成硅

酸

☞ 明矾结晶水的测定1. 实验步骤（ 1 ）精确称取 m1g 试样于已恒重（质量为 m2 ）的称量瓶中，置于烘箱中，在 280℃下干燥 2h ；（ 2 ）冷却至室温，放入干燥器中，每隔 10min 称量一次，直至恒重（最后两次称量差值小于 0.0002g ），记录瓶与试样的总质量 m3 。2. 实验数据处理明矾中结晶水的质量分数为 ω= ；一分子明矾所含结晶水分子的数目为n= 。

100%-

1

321 m

mmm

12-1

258

☞ Al 含量的测定（分光光度法）1. 实验原理：二甲酚橙是六齿配体，结构式如下（圈注的原子是配位原子）：

在 pH=4~5时，二甲酚橙与 Al3+ 形成配位比为 1:1 的紫红色配合物，最大吸收波长为 515nm 。

2. 实验步骤（ 1 ） 5μg/ml 铝标液的配制：称取 0.1250g 铝溶于 10ml 2mol/L 盐酸中，用水稀释定容于 250ml 容量瓶中，再稀释 100倍。（ 2 ）标准曲线的绘制：移取 0 、 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、6ml 的铝标液于 50ml 容量瓶，各加入 0.25ml 2% 的二甲酚橙， 5ml 无水乙醇，用 1:1 的 HAc—NaAc缓冲液定容。 10min 后，在 515nm处，用 1cm3比色皿测各容量瓶中溶液的吸光度，绘制标准曲线。（ 3 ）准确称取 2.3~2.6g 明矾，溶解后用水稀释定容于 250ml 容量瓶中，再稀释 100倍，移取 3ml 于 50ml容量瓶，加入 0.25ml 2% 的二甲酚橙， 5ml 无水乙醇，用 1:1 的 HAc—NaAc缓冲液定容。 10min 后，在 515nm处，用 1cm3比色皿测其吸光度，对照标准曲线求出 c(Al3+) ，进一步求出样品中 Al 的含量。

3. 思考和讨论Q1 ：为什么要在每个容量瓶中加入 5ml 无水乙醇？A1 ：加乙醇的目的有三：（ 1 ）增大络合物的吸光度，减小相对误差（下图为 pH=5,c(Al3+)=15μg/50ml时的吸收光谱）。

（ 2 ）减弱 pH对吸光度的影响，扩大显色 pH范围（下图为 c(Al3+)=15μg/50ml ， λ=515nm时不同 pH下的吸光度）。

（ 3 ）延长络合物的稳定时间，便于操作。实验证明，不加乙醇时，络合物只能稳定 10min ；加了乙醇后，络合物能稳定 2h 。

之所以会出现这些现象，是因为乙醇与 XO通过氢键形成了— XO—C2H5OH 溶剂化物，在乙醇存在下可看作 Al3+ 与— XO—C2H5OH 作用，形成了 Al—XO—C2H5OH络合物（而不仅仅是 Al—XO络合物）。由于乙醇的推电子效应， XO上的羧氧的电子密度增大，配位能力增强，络合物的稳定常数增大，导致吸光度增大、稳定性受 pH 影响减小、稳定时间延长。

Q2 ：为什么要用 1:1 的 HAc—NaAc缓冲液定容？A2 ：为了控制 pH 在 4~5之间。 二甲酚橙有 6级酸式解离。其中 H6In 至 H2In4-

是黄色， HIn5- 至 In6- 是红色。在 pH=4~5时，二甲酚橙主要以 H2In4- 的形式存在。 H2In4- 的酸碱解离平衡如下： 　　H2In4- —— H+ + HIn5- （ pKa=6.3 ） 黄 红 当 pH 过小时，酸效应过强， Al3+ 与 XO 不能形成稳定的络合物；当 pH 过大时，一方面 Al3+ 会水解，另一方面参比液的红色会对待测液的紫红色产生较大的干扰（最大吸收峰相近）。综上所述，最佳 pH 在 4~5之间。

☞ SO42- 含量的测定

1. 实验步骤（ 1 ）准确称取 4~5g 明矾，置于 250ml烧杯中，用 100ml 水溶解，加入 5ml 2mol/L 盐酸，加热至近沸。（ 2 ）称取 6gBaCl2•2H2O 溶于 50ml 水中，加热至近沸，趁热将其用小滴管逐滴滴入热的明矾溶液中，并不断搅拌，加完后于上层清液中加一两滴 BaCl2 溶液，检验是否沉淀完全。确定沉淀完全后，水浴加热 40min陈化。（ 3 ）用倾析法过滤沉淀，用水洗涤 2~3次，每次约 10ml ，定量转移到滤纸上（用折叠滤纸时撕下的小片擦拭杯壁，将此小片放入漏斗中）。（ 4 ）将滤纸折叠、包置于已恒量的坩埚中，烘干、炭化、灰化，在马弗炉中灼烧 800℃约 3h ，冷却后称量至恒重，根据 BaSO4 沉淀的质量计算 Ba 的含量。

2. 思考和讨论：

Q1 ：加入盐酸的目的是什么？盐酸加入过多会怎样？A1 ：加入盐酸是为了防止 Al3+ 在加热时水解。盐酸加入过多，一方面容易形成聚铝，另一方面会增大同离子效应，增加 BaSO4 沉淀的溶解损失。Q2 ：为什么沉淀最好用水洗，而非用硫酸洗？A2 ：洗涤沉淀的目的是除去沉淀中吸附的受热不易分解的 K+ 、 Al3+ 、 Cl- 、 Ba2+等。用硫酸洗固然能降低BaSO4 沉淀的溶解损失，硫酸本身也易受热分解而除去，但它会与沉淀中吸附的 Ba2+ 形成不溶物，造成误差。因此在没有找到更好的洗涤剂之前，只能用水洗，但次数要少。

☞ 明矾的净水作用探究

1. 水中物质的种类对明矾净水作用的影响 在 3只 100ml烧杯中分别加入 50ml混有泥沙的湖水、 50ml 滴入 5 滴墨水的自来水、 50ml0.1mol/L 的 CuSO4 溶液，测得其吸光度分别为 I1 、 I2 、I3 ；各加入 5ml0.1mol/L 的明矾溶液，调节 pH=7 ，静置 20min ，测得其吸光度分别为 I’1 、 I’2 、 I’3 。

可见，明矾对不同有色分散系的净水效果依次为浊液 > 胶体 > 溶液，即分散质的颗粒越大，越容易被吸附，净水效果越好。

2.pH对明矾净水效果的影响。 在 7只 100ml烧杯中分别加入 50ml 滴入 5 滴墨水的自来水，测得吸光度为 I ，滴入 5ml0.1mol/L 的明矾溶液，用 0.1mol/L 的 HCl 、 1:1 的 (CH2)6N—(CH2)6NH+缓冲液、 0.1mol/L 的 NaOH调节各烧杯的 pH 分别为 2 、 3 、 5 、 7 、 9 、 11 、 12 ，静置 20min ，测得各烧杯的吸光度为 I’ 。

可见， pH=5~9时，明矾的净水效果最好，因为此时 Al(OH)3 的酸式电离和碱式电离都受到抑制， Al3+ 、 AlO2

- 的浓度都很小。 pH 过小， Al3+ 水解不完全；pH 过大， Al(OH)3 溶解为 AlO2

- 。

相关链接：聚铝 聚铝是介于硫酸铝和氢氧化铝之间的水解产物，相对分子质量大，是白色粉末状或胶状物质，通式为 [Aln(OH)m(SO4) ] ， 0<m<3n 。2

-3 mn

聚铝能杀菌、除臭、脱色，除氟、铝、铬、酚，除油、除浊、除重金属盐，除放射性污染物质等，广泛用于净化生活用水、生活污水，工业用水、工业废水，矿山、油田回注水。生产中用于造纸施胶、印染漂染、水泥速凝剂、精密铸造硬化剂、耐火材料粘合剂、甘油精制、布匹防皱等。

聚铝的净水原理：

二、 Co(NH3)6Cl3 的制备和组分含量的测定、离子构型和分裂能的测定1. 实验目的

☞ 通过制备三氯化六氨合钴，掌握控制各种反应条件（如温度）的方法；☞ 复习氧化还原滴定法（间接滴定法、碘量法）、配位滴定法（返滴定法）、沉淀滴定法（莫尔法、福尔哈德法）测定离子含量的方法；☞ 掌握通过测电导率求离子构型的方法；☞ 掌握配离子分裂能的测定方法。

☞ Co(NH3)6Cl3 的制备

☞ Co的测定（氧化还原法、配位滴定法）

☞ Cl 的测定（莫尔法）

☞ 离子构型的测定（电导率法）

☞ 分裂能的测定

2. 实验内容（附相关思考、讨论）

☞ Co(NH3)6Cl3 的制备

1. 实验原理 与实验书上的相同：溶解——混合——加入催化剂——加入配体 ( 浓氨水 )—— 氧化 ( 加入双氧水 )——恒温搅拌反应——加热溶解产物 ( 加入稀盐酸 )—— 趁热过滤——沉出 ( 加入1:1 盐酸 )—— 过滤——干燥、称重

2. 实验步骤

第一次完全按照书上的做：(得到红褐色产物 )

分析原因：加盐酸过快，结果发现制出的产物颜色显红褐色。这可能是因为加盐酸过快造成溶液中部分区域氯离子浓度过大，导致了盐酸中的 Cl-进入了配合物的内界。

第二次与实验书上的大同小异，不过用量加倍：( 过氧化氢又额外加倍，视反应情况而定 )

溶解——混合——（加入催化剂）——加入配体 ( 浓氨水 )—— 氧化 ( 加入双氧水 )——恒温搅拌反应——加热溶解产物 ( 加入稀盐酸 )—— 趁热过滤——沉出 ( 加入 1:1 盐酸 )—— 过滤——干燥、称重

得到 13g 的砖红色产物，说明水分子取代了一个氨分子进入了配体内界，推测是由于溶剂量太大（最后过滤之前大约 350ml ，分成了两次过滤）且没有加活性炭催化剂的缘故

☞ Co的测定（氧化还原法）

1. 实验原理（ 1 ） Na2S2O3 的标定。基准物 K2Cr2O7 在酸性下与过量 KI 溶液生成 I2 ：Cr2O7

2-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O ；生成的 I2 能与 Na2S2O3 定量反应：I2+2S2O3

2-=2I-+S4O62- 。

（ 2 ） Co 的测定。碱性下煮沸： Co(NH3)6

3++3OH-=Co(OH)3↓+6NH3↑;酸溶、氧化： 2Co(OH)3+6H++2I-=2Co2++I2 ；滴定： I2+2S2O3

2-=2I-+S4O62-

2. 实验步骤

（ 1 ） Na2S2O3 的标定：精确称取 0.6129gK2Cr2O7 溶于 50ml 水中，在 250ml 容量瓶中定容，移取 25.00ml于碘量瓶中，加入 2gKI 、 15ml 水、 4mol/L HCl 5ml ，摇匀、密闭，在暗处放置 10min 。加水 30ml ，用配好的 Na2S2O3 滴定至接近终点（溶液由深黄色变为黄绿色），加入淀粉溶液 2ml ，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色为终点，记录消耗 Na2S2O3 体积 V ，平行滴定三次。

3. 思考和讨论

Q1 ：为什么要密闭、在暗处放置 10min ？A1 ：密闭、避光是为了防止 I-被空气中的 O2 氧化；静置 10min 是为了让 K2Cr2O7 与 KI 反应完全。Q2 ：为什么直到接近终点时才加淀粉？A2 ：如果在接近终点之前加淀粉，则大量 I-被淀粉吸附，反应活性差，而 Na2S2O3 的浓度有限，与 I- 的反应速度跟不上滴定速度，会使终点延迟。

☞ Co 的测定（ EDTA 法）

1. 实验原理（ 1 ） EDTA 的标定（ 2 ） Co 的测定碱性下煮沸： Co(NH3)6

3++3OH-=Co(OH)3↓+6NH3↑;在酸性条件下， Co3+ 不稳定，因此要先用 H2O2 将 Co3

+ 还原成 Co2+ ： 2Co3++H2O2=2Co2++2H++O2 ；根据林邦曲线， pH≥4时，可以用 EDTA直接滴定 Co2

+ ，但由于 Co2+ 会封闭指示剂二甲酚橙，使终点变色不敏锐，因此适合采用返滴定法：先用过量的 EDTA 与Co2+ 反应，再调节 pH=4~5 ，用标准 Zn 溶液滴定剩余的 EDTA ，以二甲酚橙为指示剂，橙黄（亮黄 +粉红）色到紫红色指示终点。

2. 实验步骤（ 1 ） EDTA 的标定

（ 2 ） Zn标液的配制：准确称取 0.4~0.5gZn 于 100ml烧杯中，加入 6mol/L 盐酸 5ml 溶解，转移至 250ml 容量瓶中定容；

（ 3 ） Co 的测定：准确称取 1.0~1.3g样品，加 50

ml 水溶解后用 250ml 容量瓶定容，移取 25.00ml 于锥形瓶，加 45ml 水， 10%NaOH 10ml ，加热至沸，再加热 10min ，直到不产生能使湿润的 pH 试纸变蓝的气体为止。趁热加入 6mol/L HNO3 5ml ， 30% H2

O2 2 滴，剧烈摇晃，使沉淀溶解为粉红色溶液，继续加热 10min ，冷却后，加入 50.00ml EDTA 、 2 滴二甲酚橙，用 10% NaOH逐滴调至 pH≥3 ，加入 10ml

1 ： 1 的 HAc—NaAc缓冲溶液，此时 pH=4~5 ，用Zn标液滴定至溶液由橙黄色变成紫红色，记录消耗体积 V ，平行滴定 3次。计算 Co 的含量。

3. 思考和讨论Q1 ：为什么用 H2O2 将 Co( )Ⅲ 还原为 Co( )Ⅱ 后还要继续加热 10min ？A1 ：让剩余的 H2O2 分解，防止其氧化有机指示剂二甲酚橙。

☞ Cl 的测定（莫尔法）

1. 实验原理Ag++Cl-=AgCl↓ （白）， KΘ

sp=1.8×10-10

2Ag++CrO42-=Ag2CrO4↓ （砖红） ,KΘ

sp=1.1×10-12

刚开始时， c(Cl-)>>c(CrO42-) ，根据分步沉淀原理，

首先生成的是 AgCl 沉淀，随着 Ag+ 不断加入，至计量点时， Cl-越来越少， Ag+ 相应地增多，砖红色的Ag2CrO4 沉淀指示终点。

2. 实验步骤准确称取 1.8~2.0g样品配制 250ml 溶液，取 25ml通过阳离子交换柱，在收集的溶液中加入 1滴酚酞，用 1%NaOH调至溶液刚好变红，再加入 10ml 1:1 的 (CH2)6N4—(CH2)6N4H+缓冲溶液，调节 pH=9 ，加入 0.5ml 5% 的 K2CrO4 溶液作指示剂，用 AgNO3标液滴定至刚好出现砖红色沉淀为止，记录消耗的体积 V ，平行滴定三次。计算 Cl 的含量。

☞ Cl 的测定（福尔哈德法）

1. 实验原理：加入定量过量的银离子： Ag++Cl-=AgCl↓ （白），反滴定银离子： Ag++SCN-=AgSCN↓ （白），终点： Fe3++SCN-= Fe(SCN)2+ （砖红）

2.操作步骤：

加水溶解——加碱煮沸除氨——过滤除去 Co(OH)3

沉淀——加入 50.00ml准确浓度 Ag+ 溶液——煮沸陈化 AgCl 沉淀——过滤除杂——用 NH4SCN 滴定

3. 实验结果

前期处理时间较长，最后滴定时由于没有控制指示剂的量导致平行度丧失，未能得到准确结果，实验失败

4. 思考和讨论Q1 ：为什么要将溶液通过阳离子交换柱？过柱时应当注意什么？A1 ：通过阳离子交换柱的目的是将 Co(NH3)6

3+ 离子变为 H+ 离子，从而避免了 Co(NH3)6

3+ 的橘黄色对终点颜色（砖红色）判定的干扰，也避免了 Co(NH3)6

3+ 解离出的 NH3 与 Ag+ 形成配合物，对 AgCl 、Ag2CrO4 沉淀形成的干扰。过柱时为了使得阳离子交换完全，添加溶液时应当“少量多次”，放出溶液的速度要慢（不可形成“水柱”），溶液放完后要用去离子水洗涤树脂 2~3次，洗涤液并入收集液中。

Q2 ：为什么要调节 pH=9 ？

A2 ：莫尔法滴定最适宜的 pH 是 6.5~10.5 。酸性太强时， CrO4

2- 会转化为 Cr2O72- ， c(CrO4

2-)降低，Ag2CrO4 沉淀出现过迟，甚至不会沉淀；碱性太强时， Ag+ 与 OH- 会生成 AgOH 沉淀，并迅速分解为 Ag2O 。

Q3 ：为什么要加入 0.5ml 5% 的 K2CrO4 ？

A3 ：化学计量点时

c(Ag+)=c(Cl-)= =1.3×10-5mol/L

c(CrO42-)= =6.0×10-3mol/L

由于 CrO42- 的颜色较深，常用浓度为 5.0×10-3mol/L ，

因此可在约 50ml 溶液中加入 0.5ml 5% 的 K2CrO4 ，由此引起的误差不超过 0.1% ，符合滴定要求。浓度过高，终点过早；浓度过低，终点过迟。

10-, 108.1K AgClsp

23-

12-

2

,

)103.1(

101.1

)(

K42

AgcSOAgsp

☞ 离子构型的测定（电导率法）

1. 实验原理 测得溶液的电导率 k 后，可以根据△M=k/c求得摩尔电导率（ c 为溶液的物质的量浓度），根据下表确定离子数目和离子构型：

2. 实验步骤及结果分析测得 EDTA 法测 Co 后遗留的样品溶液的 k=2.04ms/cm ，而 c=0.01826mol/L ，△M=k/c=385 ，离子构型介于 MA2 与 MA3之间，更接近 MA3 。可见钴氨配离子为 +3价，外界有 3个 Cl ，内界没有 Cl 。但产品中可能掺杂有少量 MA2 型的物质，外界有 2个 Cl ，内界有 1个 Cl ，为 [Co(NH3)6Cl]Cl2 。如果莫尔法测得的 Cl 含量低于理论值，则证实了这一推断。

☞ 分裂能的测定

1. 实验原理配离子的中心离子在八面体配体场的作用下， d轨道会发生分裂，形成低能级 dε 和高能级 dγ 。

当 dγ未充满时， dε上的电子吸收一定频率的光能会跃迁到 dγ 。当电子再次回到低能级时，发射出与吸收时相同频率的光波，若频率为 ν ，则应用 Δ0=hν 可求出分裂能 Δ0 的值。

2. 实验步骤及结果分析在 450nm~540nm 下，对 EDTA 法测 Co 后遗留的样品溶液每隔 10nm （接近峰值处每隔 2nm ）测一次吸光度，作 A—λ 曲线，看出 λmax=476nm ：

则 Δ0=hν=hc/λmax=2.61eV 。0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

450 460 470 472 474 476 478 480 490 500 510 520 530 540

λ/nm

A

三、自选实验：十二钨硅酸的制备和酸度测定、催化性能表征

1. 实验目的

☞ 掌握有机溶剂萃取法制备杂多酸的方法；☞ 复习酸碱滴定法测定酸含量的方法；☞ 掌握测定反应物转化率的方法；☞ 用控制变量法比较钨硅酸和硫酸铜在催化酯化反应时的性能。

2. 实验内容（附相关思考、讨论）

☞ 十二钨硅酸的制备

☞ 十二钨硅酸酸性的测定

☞ 十二钨硅酸催化性能的表征

☞ 十二钨硅酸的制备 1. 在十二钼硅酸的制备中，第一次制备时因为条件控制不当出现了比较严重的钼被还原的情况。我们认为可能是一下几方面的原因： 首先，酸度没有调节好，溶液中的酸度过大，导致钼酸根的氧化性变强（根据能斯特方程），也就是说钼酸根更容易被还原。 其次，在水洗步骤用的水，有一些资料说要滴加少量的硝酸这可能是因为这些去离子水中仍有一些还原性的物质。 于是，在第二次制备中我们修正了这两处错误，将 pH调整为 2 ，并且在反应的各个步骤中都不时加入少量的 2mol/L硝酸，结果反应液和萃取物都呈现钼硅酸的黄色。

2. 十二钼硅酸的制备中，看到溶液在加入盐酸之后有黄色沉淀产生，是否可以不萃取，而直接抽滤，得到十二钼硅酸粗产品（张金刚小组在制备十二钼磷酸的时候使用了类似地方法）。

在十二钨硅酸的制备中，我们尝试过不用乙醚萃取而采用过滤分离的办法，但发现反应体系是浓度相当大的胶体物质，状态类似浆糊，难以过滤或者抽滤，因此只能采用萃取的方法。

3. 制备十二钼硅酸时，产率很低，萃取的过程中，水相中仍然有较深的黄色，说明萃取过程中操作不当，两相之间没有充分混合是导致产率低的一个原因。此外，在烧杯的底部可以发现不少的白色固体沉淀。

Q:这个沉淀是什么？

☞ 十二钨硅酸酸性的测定1. 实验原理

将产物配成一定浓度的溶液后，用标准 NaOH 滴定，酚酞作指示剂，溶液由无色变成微红为终点，通过消耗NaOH 的量可以算出总酸度 c0 ；通过测溶液的 pH 可以求出溶液中电离出的 c(H+) ；若 [H+]=c0 ，则十二钨硅酸是强酸，四步皆完全电离；若 3c0/4≤[H+]<c0 ，则前三步完全电离；若 c0/2≤[H+]<3c0/4 ，则前两步完全电离；若 c0/4≤[H+]<c0/2 ，则第一步完全电离；若 [H+]<c0/4 ，则十二钨硅酸是弱酸。

2. 实验步骤及结果分析（ 1 ）溶液的配制和 pH值的测定。准确称取 1.1—1.5g 的十二钨硅酸用 50ml 水溶解，定容到 100ml容量瓶中。取 20ml 溶液于 100ml烧杯中，用 pH 计测得其 pH=1.73 。（ 2 ） NaOH 溶液的配制与标定。称取 2.0gNaOH固体于 500ml烧杯中，加 250ml 水溶解。称取 8—12g邻苯二甲酸氢钾，定容于 250ml 容量瓶中，移取25.00ml 的邻苯二甲酸氢钾标准溶液于 250ml锥形瓶中，加入酚酞指示剂 1~2 滴，用配好的 NaOH 溶液滴定到刚好呈微红色且振荡不褪色为终点，记录消耗体积 V1 。CNaOH=

1

1

V

1000

邻苯二甲酸M

m

（ 3 ）产品总酸度的测定。移取 25.00ml 配制好的钨硅酸溶液于 250ml锥形瓶中，加入酚酞指示剂 1~2 滴，用 NaOH 溶液滴定到刚好呈微红色为终点，记录消耗体积为 V2 。c 总酸度 = =0.01913mol/L

根据 pH=1.73 算得 c(H+)=0.019mol/Lc(H+)=c 总酸度

因而十二钨硅酸是四元强酸。

ml

Vc

00.252NaOH

☞ 十二钨硅酸催化性能的表征1. 实验步骤及结果分析

附注：（ 1 ）由于没有冷凝回流装置，反应温度又高于乙醇沸点（ 78℃），致使乙醇挥发很快，为了避免损失，初始投入量应当过量，反应过程中也要不断补充，以确保乙醇始终过量；（ 2 ）反应温度的控制采用沙浴；（ 3 ）用 2.5mol/L 的 NaOH 溶液滴定反应完毕后的混合液，记录消耗体积 V ，借此可算出剩余乙酸的量，从而算出消耗乙酸的量，求出乙酸的转化率。

（ 4 ）由于乙醇极易挥发，闪点（ 12℃）和爆炸下限（ 3.3% ）都很低，实验过程中要做好通风措施。

可以看出，十二钨硅酸对乙醇与乙酸的酯化反应有很好的催化效果，是比 CuSO4·5H2O更好的催化剂。