在水溶液中制备杂多酸.ppt

实验一过二硫酸钾的制备
[实验目的]
1、了解电解合成过二硫酸钾的基本原理；
2、熟悉电解仪器、装置及使用方法；
3、练习碘量法分析测定化合物的方法。
[实验原理]
电解硫酸氢盐溶液（也可用K2SO4或（NH4）2SO4在50%H2SO4中的溶液）。电解时在阳极（铂丝）上HSO4-离子被氧化生成过二硫酸盐，而在阴极（铂片或石墨）产生氢气。
阳极：2HSO4-→S2O82-+2H++2e-
阴极：2H++2e-→H2↑
将电解得到的沉淀物过滤、干燥后即得K2S2O8。[实验仪器]
红外光谱仪；直流电源；绝缘线；大烧杯(1000ｍL)；锥形瓶(100ｍL)；玻璃砂漏斗；容量瓶(200ｍL)；铂丝电极；铂片电极；抽滤装置；大直径试管；碱式滴定管(50ｍL)；小烧杯(100ｍL)。[实验药品]
KHSO4；KI固体；25ｍL乙醇（95％）；10ｍL乙醚；1500g碎冰；冰醋酸；Na2S2O3标准溶液（自制、标定）。（以上药品均为分析纯）。[鉴定]
该物质可以用下列操作手续分析。将0.25g样品溶解于30ｍL水中，加4g碘化钾，塞住锥形瓶，
振荡以溶解碘化物。至少将溶液放置15min以后，加入1ｍL冰醋酸，析出的碘用标准硫代硫酸钠溶液滴定。至少分析两个样品。试计算电流效率
（η=（G实/G理）×100%）
用红外光谱对产物进行表征，产物的红外光谱可以查得。
红外光谱仪的使用参见光盘课件。
[实验注意事项]
1、注意正负极不要接反；
2、所用铂丝电极细软，勿折断。
3、大烧杯中冰融化后温度可能升高，要不断地将水吸出并补充冰，保持温度为5℃。
4、洗涤用的乙醚、乙醇回收。
[习题]
1、按照上面的操作手续，一个学生制得了1.6g过二硫酸钾。已知0.2703g样品消耗0.1020mol·L-1的硫代硫酸钠18.85mL。求电流效率是多少？
2、为什么过二硫酸盐和碘化物在加酸滴定前必须放置15min？
3、如何制备过一硫酸？过一硫酸盐和过二硫酸盐离子的结构怎样？实验二Dawson结构杂多酸盐的制备
----(NH4)6[P2W18O62]·14H2O的制备
[实验目的]
学习直接沉淀法制备杂多酸盐，并了解Dawson结构杂多酸的强氧化性。
[实验原理]
制备杂多酸盐可以先采用乙醚萃取法制备出相应的杂多酸，然后再转化为杂多酸盐，而对于有些杂多酸，如Dawson结构杂多酸氧化性很强，在合成中很容易被还原，所以一般根据其盐溶解度小的特点将其直接从水溶液中离析出来。本实验就是采用此法制备(NH4)6[P2W18O62]•14H2O。首先将一定比例的含磷、含钨元素的简单化合物在溶液中经
酸化后缩合成相应的Dawson结构杂多酸，再加入饱和的NH4Cl溶
液，低温下搅拌即得到(NH4)6[P2W18O62]·14H2O淡黄绿色粉末状固
体。
14H3PO4+18Na2WO4=H6[P2W18O62]·14H2O+12Na3PO4+4H2O
H6[P2W18O62]·14H2O+6NH4Cl=(NH4)6[P2W18O62]·14H2O↓+6HCl
（淡黄绿色）[实验药品]
Na2WO4•2H2O；85%H3PO4；NH4Cl固体；H2O2；pH试纸；浓HNO3。（以上药品均为分析纯）。
[实验内容]
称取30gNa2WO4•2H2O溶于热水中，然后加入按摩尔比四倍量的磷酸（自行计算需85%H3PO4用量），再加入约100mL水，煮沸3-5h（在此期间不断搅拌，并经常补充水）。最后加入数滴浓硝酸，把反应液冷却。然后在此溶液中加入固体NH4Cl，目的是生成铵盐沉淀。沉淀过滤后，将此沉淀再用热水溶解（制成饱和溶液），加入NH4Cl浓溶液使之再沉淀。用水（少量水）反复重结晶二次，得到14水合物18-钨2-磷酸铵。14水合物(NH4)6[P2W18O62]•14H2O为黄结晶（三斜晶系）。对应的游离酸H6[P2W18O62]•14H2O可通过乙醚萃取法或离子交换法制得。
将得到的固体于70℃烘干2h，称重，计算产率（以wt%表示）。测定熔点。用红外光谱进行表征。
[实验注意事项]
1、反应的时间不低于3h，如果反应温度较低，则相应地要延长反应时间，否则得不到产品。
2、加入H3PO4的量要通过反应方程式计算，要足量。
3、产品要经冷却后过滤，所得沉淀在重结晶时控制加水量，否则产品易流失。
4、产品回收。
5、萃取用的乙醚回收。

实验三、Keggin结构杂多酸的制备达到完全。为了将杂多酸和其它氯化物或硝酸盐分离，采用乙醚萃取法，即向溶液中加入乙醚并酸化，经共摇萃取后分成三层；上层为溶有少量杂多酸的醚层；中层主要是含有简单无机酸盐的水层；下层是杂多酸和乙醚生成不稳定的醚合物的油层。收集下层将乙醚进行蒸发即析出杂多酸的晶体。[实验仪器]
熔点测定仪；红外光谱仪；磁力搅拌