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1水泥化学分析习题一、填空题（每空1分）1、矿物和岩石中的水分，一般以附着水和化合水两种形态存在。2、附着水不是物质的固有组成部分，其含量与其细度以及周围空气的湿度有关。3、化合水有结晶水和结构水两种形式。4、结晶水是以H20分子状态存在于物质的晶格中(如二水石膏CaS04·2H2O)，通常在400℃以下加热便可完全除去；结构水是以化合状态的氢或氢氧基的形式存在于物质的晶格中，一般需加热到高温才能分解并放出水分。5、附着水分通常在105～110℃下就能除掉，在测定矿物岩石中的附着水分时，可把试样在105～110℃下烘干至恒量。6、天然二水石膏由于其失去结晶水的温度较低，在80～90℃时即开始变成半水石膏，故测定其附着水通常是在45～60℃的温度下进行。7、水泥在吸水后，矿物即发生水化，水以化合水形态存在，在105～110℃不可能将其烘出。8、一般规定，试样在950～1000℃下灼烧后的减少的质量百分数即为烧失量（个别试样的测定温度则另作规定）。9、烧失量实际上是样品中各种化学反应在质量上的增加和减少的代数和。10、烧失量的大小与灼烧温度、灼烧时间及灼烧方式等有关。11、正确的灼烧方法应是在马弗炉中（不应使用硅碳棒炉)由低温升起达到规定温度并保温半小时以上。12、不溶物是指在一定浓度的酸和碱溶液中对水泥(或熟料)进行处理后得到的残渣。13、不溶物的测定方法是一个规范性很强的经验方法。结果正确与否同试剂浓度、试剂温度、处理时间等密切相关。14、为了测定二氧化硅，首先要把样品中的二氧化硅转化成可溶性的硅酸盐。试样通过分解制得溶液。溶液中硅酸含量的测定，通常采用重量法(盐酸蒸干法，氯化铵法等)和氟硅酸钾容量法。对硅酸含量低的样品，也可采用比色法。对某些硅酸含量特高，而其中碱金属和碱土金属元素含量又很低的样品，也可直接用氢氟酸-硫酸处理，按差减法求得二氧化硅的含量，但目前在水泥分析中已很少采用，它已被氟硅2酸钾容量取代。15、硅酸是一种很弱的无机酸。在水溶液中，硅酸绝大部分是以溶胶状态存在,为了使溶解的硅酸能全部析出，必须用盐酸将溶液蒸发干涸，使其脱水(脱水过程实质是组成一定的盐酸和水的混合物不断挥发，从而夺走硅酸颗粒中的水分)。16、盐酸蒸干法测硅，整个脱水过程是在沸水浴上进行，蒸发到没有盐酸气味后，需再继续蒸干1h(或置于105～110℃的烘箱中烘干1h)。17、盐酸蒸干法测硅，必须严格控制蒸干脱水的温度与时间，温度太低或时间太短，则硅酸脱水不完全；温度过高，时间过长，一方面硅酸易被许多杂质所玷污，另方面会形成可溶性的硅酸镁等，这些因素都会影响二氧化硅的结果。18、经盐酸脱水后析出的硅酸沉淀总夹带有铁、铝、钛等杂质。因此，灼烧过的二氧化硅沉淀还须用氢氟酸-硫酸处理。残渣再用焦硫酸钾熔融，水提取，将溶液合并于主液中（回收铁、铝、钛等）。19、氯化铵重量法来快速测定二氧化硅主要原理是：在含硅酸的浓盐酸溶液中，加入足量的固体氯化铵，由于氯化水解，夺取了硅酸颗粒中的水分，加速了脱水过程，促使含水二氧化硅由溶于水的水溶胶变为不溶于水的水凝胶；同时，在酸溶液中硅酸的质点是亲水性很强的胶体，带有负电荷，氯化铵是强电解质，有带正电荷的NH4+存在，在加热蒸发的条件下，正负电荷中和，从而加快了硅酸的凝聚，使之产生沉淀。20、用氯化铵法测定二氧化硅的操作条件较宽。对0.5g试样来讲，加入0.5～4g氯化铵，2～5mL浓盐酸，在沸水浴上蒸发至干均可。21、氯化铵法测定二氧化硅一般操作是，先将试样预烧，然后加入无水碳酸钠，搅匀、烧结，加入5mL盐酸溶解后，置于沸水浴上加热蒸发至糊状时，加入1g氯化铵充分搅匀，再继续蒸发至干，至无盐酸气味为止。过滤，将二氧化硅沉淀在950～1000℃下灼烧至恒量。沉淀用氢氟酸处理后，再在950～1000℃下灼烧至恒量，二次质量之差即为纯二氧化硅量。用硅钼蓝比色法回收漏失在滤液中的可溶性二氧化硅。总二氧化硅量等于纯二氧化硅量与可溶性二氧化硅量之和。22、氯化铵法测定二氧化硅方法中①即使在试样烧结正常、分解完全、沉淀洗涤充分等诸操作条件掌握良好的情况下，在二氧化硅的沉淀中吸附的铁、铝等杂质量也能达到00.1～0.2％。②对不溶物含量高的样品来说，如果不经过氢氟酸处理，二氧3化硅结果仍会偏高0.3～0.5％，对烧结不好的试样来说，硅的结果将更加偏高，同时使铁、铝、钛的结果偏低。③氯化铵法硅酸脱水不可能完全，总有少量硅酸进入滤液中，漏失量与干涸、沉淀研细程度、过滤速度、滤纸质量等诸因素有关，漏失量可从0.1%～0.3％。23、应用氟硅酸钾容量法测定二氧化硅，在水泥分析中已得到了广泛的应用。其主要原理是基于在有过量钾离子和氟离子存在的强酸性溶液中，能使硅酸呈氟硅酸钾形式沉淀。经过过滤、洗涤、中和以除去残余的酸。使得到的氟硅酸钾沉淀在沸水中水解，以碱溶液滴定由水解而生成的HF。主要反应为：SiO32-+6F-—+6H+SiF632-+3H2OSiF62-—+2K+K2SiF6↓将沉淀以沸水水解：·K2SiF6+3H2O2KF+H2SiO3+4HF然后以碱溶液滴定析出的HF：HF+NaOH＝NaF+H2O24、氟硅酸钾容量法测定二氧化硅：沉淀时溶液中的酸度以保持3mol/L左右为好，沉淀时溶液体积在80mL内均可得到正确结果。在有大量钠离子存在时，对测定并无影响，即使同时有大量铝离子存在，只要控制溶液酸度到3mol/L，沉淀放置时间在15～30min之内，也能获得正确结果。25、少量硅酸的测定可用比色法。其原理是：硅酸在适当酸度的溶液中，能与钼酸铵生成硅钼黄，然后用抗坏血酸等还原剂将其还原成硅钼蓝，此配合物具有较高灵敏度，其颜色深度与被测溶液中二氧化硅的浓度成正比，符合比耳定律。所以，可以在波长660nm处，测定溶液的吸光度，从而求得溶液中二氧化硅含量。26、比色法测定二氧化硅含量时，样品中若有少量磷存在，可加入柠檬酸消除其干扰。如有大量氟存在，可加入铝盐消除其影响，大量铁存在时必须加以分离。27、测定氧化铁的方法很多，普遍应用的是EDTA配位滴定法和氧化还原容量法，后者在生产控制上应用较多。如样品中铁含量很低时，可采用邻菲罗啉比色法(如白水泥中全铁的测定)。28、用EDTA法测定铁是基于在pH=2的酸性溶液中，Fe3+能与EDTA生成稳定的FeY-配合物并定量配位。在此酸度下由于酸效应避免了许多元素的干扰，铝基本上4不影响。为了加速铁的配位，溶液应加热至60～70℃。常用的指示剂为磺基水杨酸。29、以磺基水杨酸为指示剂EDTA法测定铁，终点颜色将随溶液中含铁量的多少而深浅不同。如铁含量很少时则变为无色,铁含量在10mg以内则可滴至亮黄色。30、以磺基水杨酸为指示剂EDTA法测定铁，终点颜色随铁量增高黄色加深，此时终点的观察因人而异,不尽一致，故得到的结果也不一致。尤其在测高铁时，黄色很深，更不易判断。另—方面因磺基水杨酸钠是一低灵敏度指示剂，在终点前红色已消褪，致使少量铁残留于溶液中,这对连续滴定铝将产生一定影响。31、为了提高测铁的准确度，可采用以磺基水杨酸钠和半二甲酚橙作联合指示，铋盐返滴定剂的回滴法。为消除铝的影响，在加入EDTA时，先以磺基水杨酸钠作示剂，这样，既不需要事先考虑铁含量，又可控制配位剂的过剩部分恰到好处，然后再以半二甲酚橙为指示剂，以铋盐返滴定过剩的EDTA。此法主要靠控制溶液的pH(1～1.5)和剩余EDTA的量(对0.015mol／LEDTA而言，过量EDTA控制在3mL以内)，来消除铝的干扰。滴定可在室温下进行。方法准确度高，适应性强，对高铁或低铁及高铝类样中少量铁都能适用。32、氧化还原法测铁常用的有：高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法。高锰酸钾法是用氯化亚锡为还原剂，将溶液中的三价铁还原为二价铁以后，再以氯化汞将稍过量的氯化亚锡氧化，用高锰酸钾溶液滴定Fe2+。用氯化亚锡还原三价铁的反应，必须在强盐酸热溶液中进行，还原后的溶液应迅速冷却，否则在热盐酸溶液中生成的Fe2+易被空气氧化，为了保证Fe3+完全变为Fe2+并阻止Fe2+的氧化，常常当溶液从黄色还原成无色后，再加入1～2滴氯化亚锡溶液，然后加入二氯化汞饱和溶液氧化，此时生成甘汞白色丝状；如果还原时加入氯化亚锡量过多，则氯化亚汞(Hg2Cl2)进一步还原成金属汞沉淀，它易被高锰酸钾氧化，使铁的结果偏高。33、因氧化反应不是在瞬时内完成的，所以在加入二氯化汞溶液后应加以搅拌3～5min。在用高锰酸钾溶液开始滴定前需加入莱茵哈特溶液(含硫酸锰、磷酸、硫酸的混合容液)，其主要作用是避免或减弱高锰酸钾对C1—离子的氧化，在滴定过程中生成的Fe3+由于与磷酸生成Fe(HPO4)2—配离子，而不致使溶液呈现黄色(三氯化铁)，使滴定终点明显。34、碘量法测铁的原理是：在中性或弱酸性溶液中，利用I2的氧化性和I—的还原性来进行滴定的方法，反应式如下：5KI+HCl→KCl+HI2FeCl3+2HI→2FeCI2+2HCl+I2I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O635、为了防止I2挥发，需加入过量碘化钾，在室温下进行滴定，使用带有玻璃塞的锥形瓶。36、为了防止I—被空气氧化，在析出I2后应立即用硫代硫酸钠溶液滴定，滴定速度也应适当快些。37、用I—还原Fe3+时，应用硫代硫酸钠滴定至出现淡黄色后再加入淀粉溶液，滴定至无色。38、重铬酸钾法测铁的原理是：用氯化亚锡将Fe3+还原为Fe2+，过量的氯化亚锡用二氯化汞氧化，此时溶液析出甘汞丝状的白色沉淀，然后在在硫酸磷酸混合酸介质中，以二苯胺磺酸钠作指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定Fe2+，反应如下：6Fe2++Cr2O72—+14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O39、溶液中加入磷酸，是为使滴定反应生成的Fe3+形成Fe（HPO4）2—配位离子，消除了Fe3+的黄色，有利于终点的观察，也可防止Fe3+对指示剂的氧化作用。40、铝的测定通常采用质量差减法或配位滴定法；配位滴定铝的方式很多，有直接滴定、间接(返)滴定、置换滴定和常温滴定等，可根据实际要求选择应用。41、用EDTA单独测定铝时，一般采用氟化铵置换法。即在pH5～6的混合离子溶液中(如Fe、A1、Ca、Mg共存)，加入过量的EDTA溶液，使存在于试液中所有能与EDTA配位的金属离子都与其配位。过剩的EDTA以锌或铅盐返滴定。然后再向试液中加入氟化铵，此时铝的配合物被置换，形成氟铝配合物，相应地释放出等物质的量的EDTA。然后再以锌或铅盐滴定释放出的EDTA，从而可得出铝的含量。42、置换法一般不采用Cu—PAN指示剂，这是因为两次滴定后消耗的Cu2+溶液很多，终点颜色不容易判断。43、采用返滴定法测定铝时，所得为铝、钛之和，因此欲求得铝的实际含量，还必须根据钛的含量加以校正，或用苦杏仁酸置换法，在测定铝后的溶液中，将钛置换出来从而获得纯铝量。44、用直接法测定铝是在滴定铁后的溶液中将pH调至3(以溴酚蓝为指示剂，PH3～4.0时为黄绿色)，并使钛水解成偏钛酸沉淀，然后以PAN和等浓度的Cu-EDTA为6指示剂,用EDTA直接滴定铝，到达化学计量点时过量一滴的EDTA夺取了Cu-PAN中Cu2+而使指示剂游离出来，溶液显黄色。45、由于铝的配位速度缓慢，滴定须在热溶液中进行，终点时常常需要进行两次或两次以上滴定方能获得明显终点。46、氧化钙的测定目前广泛应用的是在硅酸存在下配位滴定法，为消除硅酸的影响，在测定钙时，在酸性溶液中，可加入一定量的氟化钾溶液，以防止硅酸钙的生成从而消除其影响。加入氟化钾的量要适当，量多时由于生成氟化钙沉淀，影响测定结果及终点的判断；不足时则不能起到完全消除硅干扰的作用，两者都将使测定结果偏低。47、在硅酸存在下配位滴定法测定钙中，铁、铝、钛的干扰可用三乙醇胺掩蔽，少量锰与三乙醇胺也能生成绿色的三乙醇胺-锰配合物被掩蔽。锰量太高则生成的绿色背景太深，影响终点的观察。镁的干扰是在pH＞12的条件下使之生成氢氧化镁沉淀而予以消除。48、在使用银坩埚熔样时，引入了一定量的银离子，滴钙时若用钙试剂(NN)作指示剂，由