实验二,三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及组成测定

1、实验二、三草酸合铁（）酸钾的制备及组成测定预习1、查阅资料，收集三草酸合铁（)酸钾的制备及组成测定方法。1、 本设计实验中试剂的配制。2、 所涉及试剂的化学性质、溶解度数据。3、 KMnO4标准溶液的配制和标定。4、 氧化还原滴定。实验目的 1、初步了解配合物制备的一般方法。2、掌握用KMnO4法测定C2O42-与Fe3+的原理和方法。3、培养综合应用基础知识的能力。4、了解表征配合物结构的方法。实验要求1、 因本实验中有Fe3+离子，会对地板、实验台水池染色，所以在实验过程中要注意，及时清理污染物。2、 本设计实验中试剂的配制由学生自行完成。3、 给出实验结果，写出产品外观及产量，计算产率，

2、写出相关的反应方程式。4、 提交产品及书面报告。实验提示1、制备 三草酸合铁（)酸钾K3Fe(C2O4)3·3H2O为翠绿色单斜晶体，溶于水溶解度：4.7g/100g(0),117.7g/100g(100)，难溶于乙醇。110下失去结晶水，230分解。该配合物对光敏感，遇光照射发生分解：2 K3Fe(C2O4)3 3 K2C2O4 + 2K2C2O4+2CO2(黄色)三草酸合铁（)酸钾是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，也是一些有机反应的良好催化剂，在工业上具有一定的应用价值。其合成工艺路线有多种。例如，可用三氯化铁或硫酸铁与草酸钾直接合成三草酸合铁（)酸钾，也可以铁为原料制得三草酸

3、合铁（)酸钾。本实验以实验二十四制得的硫酸亚铁铵为原料，采用后一种方法制得本产品。其反应方程式如下：(NH4)Fe(SO4)2·6H2O+H2C2O4FeC2O4·2H2O(s,黄色)+（NH4）2SO4+H2SO4+4H206FeC2O4·2H2O+3H2O2+6K2C2O44K3Fe(C2O4)3·3H2O+2Fe(OH)3(s)加入适量草酸可使Fe(OH)3转化为三草酸合铁（)酸钾：2 Fe(OH)3+3 H2C2O4+3 K2C2O42 K3Fe(C2O4)3·3H2O加入乙醇，放置即可析出产物的结晶。2、产物的定性分析产物的定性分析，

4、采用化学分析法K+与Na3Co(NO2)6在中性或稀醋酸介质中，生成亮黄色的K2NaCo(NO2)6沉淀：2K+Na+Co(NO2)63-=K2NaCo(NO2)6(s)Fe3+与KSCN反应生成血红色Fe(NCS)n3-n,C2O42-与Ca2+生成白色沉淀CaC2O4,可以判断Fe3+,C2O42-处于配合物的内层还是外层。3、产物的定量分析用KMnO4法测定产品中的Fe3+含量和C2O42-的含量，并确定Fe3+和C2O42-的配位比。在酸性介质中，用KMnO4标准溶液滴定试液中的C2O42-，根据KMnO4标准溶液的消耗量可直接计算出C2O42-的质量分数，其反应式为：5C2O42-+

5、2MnO4-+16H+=10CO2+2Mn2+8H2O在上述测定草酸根后剩余的溶液中，用锌粉将Fe3+还原为Fe2+，再利用KMnO4标准溶液滴定Fe2+，其反应式为：Zn+2Fe3+=2Fe2+Zn2+5Fe3+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O根据KMnO4标准溶液的消耗量，可计算出Fe3+的质量分数。根据n(Fe3+):n(C2O42-)=(Fe3+)/55.8:(C2O42-)/88.0可确定Fe3+与C2O42-的配位比。仪器、药品及材料仪器：托盘天平，电子分析天平，烧杯（100mL,250mL），量筒（10mL ,100mL），玻璃棒，长颈漏斗，布氏漏斗，吸滤瓶，真空泵

6、，表面皿，称量瓶，干燥器，烘箱，锥形瓶（250 mL），酸式滴定管（50mL）药品：H2SO4(2 molL-1)，HC2O4（61molL-1），H2O2（3%），(NH4)Fe(SO4)2·6H2O (s)，K2C2O4(饱和)，KSCN（0.1 molL-1），CaCl2(0.5 molL-1)，FeCl3(0.1 molL-1)，Na3Co(NO2)6 , KMnO4标准溶液(0.02 molL-1，自行标定)，乙醇(95%)，丙酮实验步骤1、三草酸合铁（)酸钾的制备（1）制取FeC2O4·2H2O 称取6.0g (NH4)Fe(SO4)2·6H2O放入2

7、50mL烧杯中，加入1.5mL2 molL-1 H2SO4和20mL去离子水，加热使其溶解。另称取3.0gH2C2O4·2H2O放到100mL烧杯中，加30mL去离子水微热，溶解后取出22mL倒入上述250mL烧杯中，加热搅拌至沸，并维持微沸5min。静置，得到黄色FeC2O4·2H2O沉淀。用倾斜法倒出清夜，用热去离子水洗涤沉淀3次，以除去可溶性杂质。（2）制备K3Fe(C2O4)3·3H2O 在上述洗涤过的沉淀中，加入15mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40,滴加25mL3%的H2O2溶液，不断搅拌溶液并维持温度在40左右。滴加完后，加热溶液至沸以除去过量

8、的H2O2。取适量上述（1）中配制的HC2O4溶液趁热加入使沉淀溶解至呈现翠绿色为止。冷却后，加入15mL95%的乙醇水溶液，在暗处放置，结晶。减压过滤，抽干后用少量乙醇洗涤产品，继续抽干，称量，计算产率，并将晶体放在干燥器内避光保存。2、产物的定性分析（1）K+的鉴定 在试管中加入少量产物，用去离子水溶解，再加入1mL Na3Co(NO2)6溶液，放置片刻，观察现象。（2）Fe3+的鉴定 在试管中加入少量产物，用去离子水溶解，另取一支试管加入少量的FeCl3溶液。各加入2滴0.1 molL-1 KSCN，观察现象。在装有产物溶液的试管中加入3滴2 molL-1 H2SO4，再观察溶液颜色有何

9、变化，解释实验现象。（3）C2O42-的鉴定 在试管中加入少量产物，用去离子水溶解，另取一支试管加入少量的K2C2O4溶液。各加入2滴0.5 molL-1 CaCl2溶液，观察实验现象有何不同。3、产物组成的定量分析（1）结晶水质量分数的测定 洗净两个称量瓶，在110电烘箱中干燥1h，置于干燥器中冷却，至室温时在电子分析天平上称量。然后再放到110电烘箱中干燥0.5h，即重复上述干燥-冷却-称量操作，直至质量恒定（两次称量相差不超过0.3mg）为止。在电子分析天平上准确称取两份产品各0.5-0.6g,分别放入上述已质量恒定的两个称量瓶中。在110电烘箱中干燥1h，然后置于干燥器中冷却，至室温后

10、，称量。重复上述干燥（改为0.5 h）-冷却-称量操作，直至质量恒定。根据称量结果计算产品结晶水的质量分数。（2）草酸根质量分数的测量 在电子分析天平上追却称取两份产物（约0.15-0.20g）分别放入两个锥形瓶中，均加入15mL2 molL-1 H2SO4和15mL去离子水，微热溶解，加热至75-85（即液面冒水蒸气），趁热用0.0200 molL-1 KMnO4标准溶液滴定至粉红色为终点（保留溶液待下一步分析使用）。根据消耗KMnO4溶液的体积，计算产物中C2O42-的质量分数。（3）铁质量分数的测量 在上述保留的溶液中加入一小匙锌粉，加热近沸，直到黄色消失，将Fe3+还原为Fe2+即可。趁热过滤除去多余的锌粉，滤液收集到另一锥形瓶中。继续用0.0200 molL-1 KMnO4标准溶液进行滴定，至溶液呈粉红色。根据消耗 KMnO4溶液的体积，计算Fe3+的质量分数。根据（1）、（2）、（3）的实验结果，计算K+的质量分数，结合实验步骤2的结果，推断出配合物的化学式。数据记录与处理1、产物定性分析 试剂现象Na3Co(NO2)60.1 molL-1 KSCN0.5 molL-1 CaCl2K+的鉴定Fe3+的鉴定C2O42-的鉴定2、产物定量分析项目产物的重量KMnO4标准