第九届全国大学生化学实验邀请赛无机分析题

第九届全国大学生化学实验邀请赛2014.7.兰州

第九届全国大学生化学实验邀请赛实验试题

无机分析化学实验

选手编号:成绩:

注意事项:

1.实验竞赛时间为5.5小时，包括午餐及完成实验报告，每超时10分钟扣5分，请合理安排实验步骤

和时间。

2.详细阅读实验内容和步骤，规范操作。若制备失败，可向监考老师索取产品继续实验，但要酌情扣

分。

3.需监考老师签字的，考生务必主动配合，未签字者无效。伪造数据者以零分计。

4.实验结束将产品及实验报告(包括试题)交给监考老师，并清洗所用的仪器和整理台面，经监考老

师签字后方可离开考场。

5.废弃物应投放于指定的容器内(铬、汞废液单独回收)。

氧化铁纳米颗粒的制备及用于奶制品中三聚氰胺的测定

一．实验原理

氧化铁磁性纳米颗粒(Nanoparticles,Nps)是一种具有过氧化物模拟酶性质的新型纳米材

料。研究结果表明，相对于辣根过氧化物酶和其他的过氧化物模拟酶纳米材料，氧化铁磁性纳

米颗粒表现出良好的催化活性、稳定性、单分散性和可重复利用性。

基于氧化铁磁性纳米颗粒的过氧化物模拟酶的催化活性，利用其对过氧化氢和2,2-联氮-

双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)之间氧化还原反应的催化作用，可建立测定乳制

品中三聚氰胺的快速、简便的吸光光度分析方法。

体系中过氧化氢对三聚氰胺而言是过量的,过氧化氢首先和三聚氰胺定量反应形成1:1的

加合物，氧化铁磁性纳米颗粒作为催化剂催化剩余的过氧化氢和ABTS的氧化还原反应生成有

色化合物，而有色化合物的吸光度随三聚氰胺含量的增加而降低，且具有良好的线性关系，据

此可测定三聚氰胺的含量。

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NH2NH2

NNNN

+H2O2H2O2

HNNNH

H2NNNH222

过氧化氢与三聚氰胺的反应

二．仪器及试剂

仪器：分析天平721G型分光光度计氮气气袋磁力搅拌器磁铁恒温水浴槽

三口烧瓶圆底烧瓶恒压漏斗液封管锥形瓶容量瓶手套磁子

导气管抽气头比色管离心试管小试管药勺比色皿酸式滴定管

洗瓶移液管吸量管称量瓶移液枪离心机

试剂：K2Cr2O7基准试剂

1mol/dm3氯化铁溶液(含2mol/dm3盐酸)

1mol/dm3氯化亚铁溶液(含2mol/dm3盐酸)1.25mol/dm3氨水

乙腈浓盐酸硫-磷混酸二苯胺磺酸钠无水乙醇丙酮

牛奶(含0.25mmol/dm3三聚氰胺）牛奶待测样10%三氯乙酸水溶液

3

6%SnCl2水溶液5%HgCl2水溶液ABTS(0.03mol/dm)溶液

HAc-NaAc缓冲溶液(pH=4.75)过氧化氢(0.01mol/dm3)溶液

三．实验步骤

1.氧化铁纳米颗粒的制备—共沉淀法

在100mL三口烧瓶中将8mL1mol/dm3氯化铁溶液和4mL1mol/dm3氯化亚铁溶液混

合，电磁搅拌，将50mL1.25mol/dm3的氨水溶液加入到恒压漏斗中。混合溶液中通氮气10

分钟除去溶液中的氧气后迅速加入氨水，在氮气保护下继续搅拌20分钟。将溶液转移至100mL

小烧杯中，用磁铁将磁性纳米颗粒沉积于烧杯底部，倾析法倾去上清液，用蒸馏水反复洗涤至

中性。加水至60mL，分散均匀后转移出10mL溶液至25mL圆底烧瓶，电磁搅拌分散备用。

将烧杯中剩余的上清液倾出，底部的纳米颗粒用乙醇洗涤两到三次，再用丙酮洗涤两到三次，

每次分离时都可借助磁铁将磁性颗粒吸至烧杯底部，在空气中晾干(可借助洗耳球吹气加速干

燥)，称重。

2.奶制品中三聚氰胺的测定—吸光光度法

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（1）样品的前处理

移取含有三聚氰胺0.25mmol/dm3的2.00mL牛奶于离心试管中，依次加入2.00mL乙腈，

1.00mL10%的三氯乙酸溶液和5.00mL蒸馏水，混匀后将此溶液超声振荡10分钟，再放入离

心机，在4000转/秒转速下离心10分钟，取上清液立即进行下一步检测。

（2）制作工作曲线

在小试管中分别依次加入①0.00mL、②0.10mL、③0.20mL、④0.30mL、⑤0.50

mL、⑥0.80mL样品前处理所得的清液，补加蒸馏水至1.00mL，再分别依次加入1.00mL

HAc-NaAc缓冲溶液、0.50mL过氧化氢溶液，摇匀后加入0.50mLABTS溶液，最后用移液枪

移取50.0μL氧化铁磁性纳米颗粒溶液，混合均匀后在45℃水浴中反应15分钟，然后放入冰

水浴中10分钟以终止反应。

用磁铁将氧化铁磁性纳米颗粒沉积于试管底部，用移液枪(公用)移取2.00mL上清液于

10mL比色管，并用蒸馏水稀释至刻度、摇匀，以水作参比，用分光光度计在417nm下测定

吸光度，以各份试样的吸光度值差减试样①的吸光度，将所得数据与试样浓度提交给监考老师，

绘制工作曲线。

（3）待测样品中三聚氰胺的测定

移取牛奶待测样2.00mL于离心试管中，按前述步骤处理后，平行移取0.50mL上清液两

份进行同上的显色反应，测定吸光度，并根据工作曲线计算样品中三聚氰胺的含量。

3.氧化铁纳米颗粒铁含量的测定—重铬酸钾法

（1）重铬酸钾标准溶液的配制

3

配制0.01000mol/dmK2Cr2O7标准溶液250mL。

（2）氧化铁纳米颗粒铁含量的测定

准确称取0.10~0.12g试样于250mL锥形瓶中，加几滴水使试样润湿并摇动使其散开，然

3+

后加入2mL浓盐酸，盖上表面皿，加热至沸，待试样全溶后趁热滴加6%SnCl2溶液还原Fe

到黄色刚消失，再过量1~2滴SnCl2溶液，迅速用流水冷却至室温，立即加入5%HgCl2溶液

2~3mL摇匀，放置3~5分钟。

加水稀释至80~100mL，加入硫-磷混酸10mL，滴加5~6滴二苯胺磺酸钠指示剂，立即

用K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，计算出氧化铁纳米颗粒中铁的百分含量。

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实验报告

选手编号：成绩：

原子量Fe55.85分子量K2Cr2O7294.19

1.氧化铁纳米颗粒的制备

氧化铁磁性纳米颗粒性状：

氧化铁磁性纳米颗粒质量：克

2.奶制品中三聚氰胺的测定—吸光光度法

(1)制作工作曲线

序号

①②③④⑤⑥

试剂

试样/mL0.000.100.200.300.500.80

HAc-NaAc/mL1.001.001.001.001.001.00

H2O2/mL0.500.500.500.500.500.50

ABTS/mL0.500.500.500.500.500.50

氧化铁/μL50.050.050.050.050.050.0

三聚氰胺浓度/mmol/dm3

吸光度(A)

吸光度差值(△A=A-A1)

回归方程：

线性相关系数(r):

(2)1号牛奶待测样吸光度A：吸光度差值△A：

2号牛奶待测样吸光度A：吸光度差值△A：

△A：对应三聚氰胺浓度：mmol/dm3

牛奶待测样中三聚氰胺的含量：mmol/dm3

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3.氧化铁纳米颗粒铁含量的测定

称取重铬酸钾质量：克

重铬酸钾溶液浓度：mol/dm3

铁含量测定的计算公式：

请同学