三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备和组成测定
三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备 和组成测定
一、实验目的1．掌握合成K,Fe[(C,O4)3]·3H,O的基本原理和操作技术;2.加深对铁（和铁（I）化合物性质的了解：3.掌握容量分析等基本操作。二、实验原理本实验以硫酸亚铁铵为原料，与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀，然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢为氧化剂，得到铁（III）草酸配合物。主要反应为：
一、实验目的 1．掌握合成K3 Fe[(C2O4 ) 3 ]·3H2O的基本原理和操作技术； 2．加深对铁（Ⅲ）和铁（Ⅱ）化合物性质的了解； 3．掌握容量分析等基本操作。 二、实验原理 本实验以硫酸亚铁铵为原料，与草酸在酸性溶液中先 制得草酸亚铁沉淀，然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的 存在下，以过氧化氢为氧化剂，得到铁（Ⅲ）草酸配合物。 主要反应为:
(NH),Fe(SO4)2 + H,C,04 +2H,0 ===FeC204-2H,01+(NH4)S04 +H,S02FeC,042H,0+H,02+3K,C,04 +H,C,04===2K,[Fe(C,04)3]-3H,0改变溶剂极性并加少量盐析剂，可析出绿色单斜晶体纯的三草酸合铁（III）酸钾，通过化学分析确定配离子的组成用KMnO标准溶液在酸性介质中滴定测得草酸根的含量。Fe3+含量可先用过量锌粉将其还原为Fe2+，然后再用KMnO标准溶液滴定而测得，其反应式为：5C,042-+2Mn04+16H+ ===10C0,↑+2Mn2+ + 8H,05Fe2+ + MnO4 +8H+ ===5Fe3+ + Mn2+ + 4H,O
改变溶剂极性并加少量盐析剂，可析出绿色单斜晶体纯 的三草酸合铁（Ⅲ）酸钾，通过化学分析确定配离子的组成。 用KMnO4标准溶液在酸性介质中滴定测得草酸根的含量。 Fe3+ 含量可先用过量锌粉将其还原为Fe2+ ，然后再用KMnO4 标准溶液滴定而测得，其反应式为: 5C2O4 2-+2MnO4 -+16H+ ===10CO2 ↑+2Mn2+ + 8H2O 5Fe2+ + MnO4 - +8H+ ===5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (NH4 )2Fe(SO4 )2 + H2C2O4 + 2H2O ===FeC2O4·2H2O↓+ (NH4 )2SO4 + H2SO4 2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 ===2K3 [Fe(C2O4 ) 3 ]·3H2O
三、实验仪器与试剂托盘天平，分析天平，抽滤装置，烧杯（100mL），电炉，移液管（25mL），容量瓶（50mL，100mL），锥形瓶（250mL）。(NH4)2Fe(SO4)2:6H,O ， H,SO4(1mol·L - 1) H,C,O4（饱和），K,C,O4（饱和），KCl（A.R),KNO3(300g·L-1)，乙醇（95%），乙醇一丙酮混合液(1 : 1) , K,[Fe(CN)](5%), H,O2(3%)
三、实验仪器与试剂 托 盘 天 平 ， 分 析 天 平 ， 抽 滤 装 置 ， 烧 杯 （ 100mL ） ， 电 炉 ， 移液管 （ 25mL ） ， 容量瓶 （50mL, 100mL），锥形瓶（250mL）。 (NH4 ) 2 Fe(SO4 ) 2·6H2O ， H2 SO4 (1mol·L － 1 ) ， H2C2O4（饱和），K2C2O4（饱和），KCl (A. R)， KNO3 (300g·L－1 )，乙醇（95%），乙醇—丙酮混合液 （1 : 1），K3 [Fe(CN)6 ] (5%)，H2O2 (3%)
四、实验步骤1.三草酸合铁（I）酸钾的制备①草酸亚铁的制备：称取5g硫酸亚铁铵固体放在100ml烧杯中，然后加15mL蒸馏水和5~6滴1molL-1H,SO4，加热溶解后，再加入25mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸，然后迅速搅拌片刻，防止飞溅。停止加热，静置。待黄色晶体FeC,O4.2H,O沉淀后倾析，弃去上层清液，加入20mL蒸馏水洗涤晶体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，即得黄色晶体草酸亚铁
四、实验步骤 1．三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备 ① 草酸亚铁的制备： 称取5g硫酸亚铁铵固体放在100mL 烧杯中，然后加15mL蒸馏水和5~6滴1mol·L－1 H2 SO4，加 热溶解后，再加入25mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸，然 后迅速搅拌片刻，防止飞溅。停止加热，静置。待黄色晶 体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析，弃去上层清液，加入20mL蒸 馏水洗涤晶体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，即得 黄色晶体草酸亚铁
②三草酸合铁（IⅢI）酸钾的制备：往草酸亚铁沉淀中，加入饱和K,C,O4溶液10mL，水浴加热313K，恒温下慢慢滴加3%的H,O,溶液20mL，沉淀转为深棕色。边加边搅拌，加完后将溶液加热至沸，然后加入20mL饱和草酸溶液，沉淀立即溶解，溶液转为绿色。趁热过滤，滤液转入100mL烧杯中，加入95%的乙醇25mL，混匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出。为了加快结晶速度，可往其中滴加KNO，溶液。晶体完全析出后，抽滤，用乙醇一内酮的混合液10mL淋洒滤饼，抽干混合液。固体产品置于一表面血上，置暗处晾干。称重，计算产率
② 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备：往草酸亚铁沉淀中，加 入饱和K2C2O4溶液10mL，水浴加热313K，恒温下慢慢滴加 3%的H2O2溶液20mL，沉淀转为深棕色。边加边搅拌，加完 后将溶液加热至沸，然后加入20mL饱和草酸溶液，沉淀立 即溶解，溶液转为绿色。趁热过滤，滤液转入100mL烧杯中， 加入95%的乙醇25mL，混匀后冷却，可以看到烧杯底部有 晶体析出。为了加快结晶速度，可往其中滴加KNO3溶液。 晶体完全析出后，抽滤，用乙醇—丙酮的混合液10mL淋洒 滤饼，抽干混合液。固体产品置于一表面皿上，置暗处晾 干。称重，计算产率
2.三草酸合铁酸钾组成的测定①DKMnO溶液的标定田准确称取0.13～0.17gNa,C,04三份,分别置于250mL锥形瓶中,加水50mL使其溶解,加入10mL3mol·L-IH,SO4溶液在水浴上加热到75～85℃,趁热用待标定的KMnO,溶液滴定,开始时滴定速率应慢,待溶液中产生了Mn2+后，滴定速率可适当加快，但仍须逐滴加入，滴定至溶液呈现微红色并持续30s内不褪色即为终点。根据每份滴定中Na,C,O4的质量和消耗的KMnO,溶液体积,计算出KMnO,溶液的浓度
①KMnO4溶液的标定 田 准确称取0.13～0.17gNa2C2O4三份,分别置于250mL锥 形瓶中,加水50mL使其溶解,加入10mL 3 mol·L-1H2 SO4溶液, 在水浴上加热到75～85℃,趁热用待标定的KMnO4溶液滴 定,开始时滴定速率应慢,待溶液中产生了Mn2+后, 滴定速率 可适当加快,但仍须逐滴加入,滴定至溶液呈现微红色并持 续30s内不褪色即为终点。根据每份滴定中Na2C2O4的质量 和消耗的KMnO4溶液体积,计算出KMnO4溶液的浓度。 2．三草酸合铁酸钾组成的测定
②草酸根含量的测定：把制得的K,Fe[(C,O4)3]-3H,O在50-60℃于恒温干燥箱中干燥1h，在干燥器中冷却至室温，精确称取样品约0.2-0.3g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水和5mL1molL-1H,SO4，用标准0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定。滴定时先滴入8mL左右的KMnO标准溶液，然后加热到343~358K（不高于358K）直至紫红色消失。再用KMnO4滴定热溶液，直至微红色在30s内不消失。记下消耗KMnO4标准溶液的总体积，计算K,Fe[(C,O4),]-3H,O中草酸根的质量分数，并换算成物质的量。滴定后的溶液保留待用
②草酸根含量的测定： 把制得的K3 Fe[(C2O4 ) 3 ]·3H2O在50- 60℃于恒温干燥箱中干燥1h，在干燥器中冷却至室温，精 确称取样品约0.2-0.3g，放入250mL锥形瓶中，加入25mL水 和5mL 1mol·L－1 H2 SO4，用标准0.02000 mol·L－1 KMnO4溶 液滴定。滴定时先滴入8mL左右的 KMnO4标准溶液，然后 加热到343~358K（不高于358K）直至紫红色消失。再用 KMnO4滴定热溶液，直至微红色在30s内不消失。记下消耗 KMnO4标准溶液的总体积，计算K3 Fe[(C2O4 ) 3 ]·3H2O中草酸 根的质量分数 ，并换算成物质的量。滴定后的溶液保留待 用
③铁含量测定：在上述滴定过草酸根的保留液中加锌粉还原，至黄色消失。加热3min，使Fe3+完全转变为Fe2+，抽滤用温水洗涤沉淀。滤液转入250mL锥形瓶中，再利用KMnO,溶液滴定至微红色，计算K,Fe[(C,O)]中铁的质量分数，并换算成物质的量结论：在1mol产品中含C,O42-_mol，Fe3+mol，该物质的化学式为五、注意事项1.水浴40℃下加热，慢慢滴加H,O，。以防止H,O,分解2．减压过滤要规范。无其注意在抽滤过程中，勿用水冲洗粘附在烧杯和布氏滤斗上的少量绿色产品，否则，将大大影响产量
③铁含量测定: 在上述滴定过草酸根的保留液中加锌粉还 原，至黄色消失。加热3min，使Fe3+完全转变为Fe2+ ，抽滤， 用温水洗涤沉淀。滤液转入250mL锥形瓶中，再利用 KMnO4溶液滴定至微红色，计算K3 Fe[(C2O4 ) 3 ]中铁的质量 分数 ，并换算成物质的量。 结论：在1mol产品中含C2O4 2- mol，Fe3+ mol，该 物质的化学式为 。 五、注意事项 1. 水浴40℃下加热，慢慢滴加H2O2。以防止H2O2分解。 2. 减压过滤要规范。尤其注意在抽滤过程中，勿用水冲 洗粘附在烧杯和布氏滤斗上的少量绿色产品，否则，将大 大影响产量
六、思考题1、能否用FeSO4代替硫酸亚铁铵来合成K,Fe[(C,O4)]?这时可用HNO,代替H,O,作氧化剂，写出用HNO,作氧化剂的主要反应式。你认为用哪个作氧化剂较好？为什么？2、根据三草酸合铁（III）酸钾的合成过程及它的TG曲线，你认为该化合物应如何保存？
六、思考题 1、能否用FeSO4代替硫酸亚铁铵来合成K3 Fe[(C2O4 ) 3 ]？ 这时可用HNO3代替H2O2作氧化剂，写出用HNO3作氧化剂的 主要反应式。你认为用哪个作氧化剂较好？为什么？ 2、根据三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成过程及它的TG曲 线，你认为该化合物应如何保存？