三草酸合铁酸钾的合成及分析

1、实验三三草酸合铁(m)酸钾的合成及组成分析一、实验目的1、掌握三草酸合铁(no酸钾的合成方法；2、掌握确定化合物化学式的基本原理和方法；3、综合训练无机合成、滴定分析和重量分析的基本操作。二、实验原理三草酸合铁(III)酸钾K Fe(C 0 ) -3H 0为亮绿色单斜晶体，易溶于水而难溶于乙醇、32 4 32丙酮等有机溶剂，受热时，在110C下可失去结晶水，到230即分解。该配合物为光敏物 质，光照下易分解。它是一些有机反响很好的催化剂，也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料, 因而具有工业生产价值。目前制备三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线有多种。本实验首先利用(NH ) Fe(SO )与 T

2、OC o 1-5 h z 4 24 2HCO反响制取FeC O ，反响方程式为：2 2 42 4(NH)Fe(SO) + HC 0 =FeCO (s) +(NH ) SO +HSO4 24 22 2 42 44 2424在过量Kgg等在下，用HO氯傕FeC 0,2%可制得产物：6FeC0 +3H0 +6KC 0 =4 K Fe(C0) + 2Fe (OH) (s)2 4222 2 432 4 33反响中产生的Fe (OH) 3可加入适量的Hg q中将其转化为产物：Fe (OH) +3 H CO +3 KC 0 =2 K Fe(C0) + 6H02 2 42 2 432 4 32该配合物的组成可

3、通过重量分析法和滴定方法确定。用重量分析法测定结晶水含量将一定量产物在下干燥，根据失重的情况便可计算出结晶水的含量。用高铳酸钾法测定草酸根含量CO 2-在酸性介质中可被MnO-定量氧化，反响式为： 2 445gq 2+2 MnO4-+16H+ = 2Mn2+ + 10 CO 大8H 9用浓度的KMnO标准溶液滴定C 0 2-,由消耗KMnO的量，便可计算出CO 2-的含 42 442 4量。用高镒酸钾法测定铁含量先用过量的Zn粉将Fe3+还原为Fe2+,然后用KMn。标准溶液滴定Fe2+：4Zn + 2 Fe3+ = 2 Fe2+Zn2+5 Fe2+ + MnQ-+8 H+ = 5 Fe3+

4、+ Mr)2+4 H p由消耗KMnO的量，便可计算出Fe3+的含量。4确定钾含量根据配合物中结晶水、CO- Fe3+的含量便可计算出K+含量。2 4三、实验仪器及药品仪器：分析天平、烘箱等。试剂：H SO4(6mol*L-i) H2c2。4(饱和)、K C (饱和)、H 0(3%)、C H 0H ( 3 为和)、KMnO 标一落液(moL-i)、(NH ) Fe(SO )6H 02 22 544 24 22(s) Zn 粉。四、实验步骤.三草酸合铁(III)酸钾的合成(1)将5g(NH ) Fe(SO) 6H0 (s)溶于20mL去离子水中，加入5滴6moiL.iH SO4 24 2224酸

5、化，加热使其溶解。(2)再加入25mL饱和H C 0溶液，然后将其加热至沸，静置。待黄色的Fe C 0沉淀 2 2 42 4完全沉降后，用倾析法弃去上层清液，洗涤沉淀23次，每次用水约15m Lo(3)在上述沉淀中加入10m L饱和qq 9溶液，在水浴上加热至40,用滴管缓慢地 滴加12m L质量分数为的上qp溶液，边加边搅拌并维持温度在40左右，此时溶液中有 棕色的Fe (OH) *沉淀产生。(4)加完山。2后将溶液加热至沸，分两批共加入8mL饱和H g p /容液(先加入5m L, 然后慢慢滴加3m L),这时体系应该变成亮绿色透明溶液(体积控制在30m L左右)。如果 体系混浊可趁热过滤

6、。在滤液中加入10m L质量分数为的乙醇，这时溶液如果混浊，微热使其 变清。(5)将所得溶液放置暗处、冷却、结晶。抽滤，用质量分数为的乙醇溶液洗涤晶体，抽 干，在空气中干燥。称量，计算产率。产物应避光保存。.组成分析(1)结晶水含量的测定称量Fe(CO )3H 0样品于烧杯中放在烘箱内在条件下烘lh后，冷却 2 4 32称量Dg，计算结晶水含量。(2)草酸根含量的测定将合成的三草酸合铁(III)酸钾粉末用分析天平称取样品，放入250毫升锥形 瓶中，加入50毫升水和5毫升浓度为6moi / L的H SO调节溶液酸度为11。1人，24从滴定管放出约10毫升已标定的高镒酸钾溶液到锥形瓶中，加热至70

7、85(不 高于85),直到紫红色消失，再用高镒酸钾溶液滴定热溶液，直到微红色在30S 内不消失，记下消耗的高锯酸钾溶液体积，计算配合中所含草酸根的叫值。滴定 完的溶液保存待用。(3)铁含量测定将上述实验中所保存的溶液中加入还原剂锌粉，直到黄色捎失，加热溶液2min以 上，使Fe3+还原为Fe2+,过滤去多余的锌粉，滤液放入另一个干净的锥形瓶中， 洗涤锌粉，使Fe2+定量转移到滤液中，再用高镒酸钾标准溶液滴定至微红色，计算 所含铁的m2值。保持足够的酸度是为了抑制Fe2+的水解。(4)钾含量确定由测得H-0 C2O42-、Fe3+的含量m0m2可计算出K+的含量m.,确定配合物的化学式。3.三草

8、酸合铁(III)酸钾的性质物质性质检验方法的学习将少量三草酸合铁(HI)酸钾放在外表皿上。在日光下观察晶体颜色变化。并与放在暗 处的晶体比拟。该配合物极易感光，室温下光照变色，发生以下光化学反响，即2Fe(C 0) 一-2 FeC0 + 3C 04 -+ 2C0 t2 4 3 32 4222制感光纸。按三草酸合铁(IH)酸钾、铁氟化钾加水5mL的比例配成溶液，涂在纸上即 成感光纸。附上图案，在日光下(或红外灯光下)照射数秒钟，曝光局部呈蓝色。被遮盖局部就 显影映出图案来。它在日光照射或强光下分解生成的草酸亚铁。遇到六氟合铁(HI)酸钾生成滕氏蓝。反响 方程式为FeCO +KFe(CO) = K

9、FeFe(CN) I +KCO 2 432 4 362 2 4制感光液。取三草酸合铁(III)酸钾，加5 mL水配成溶液。用滤纸条做成感光纸。 同(2)中操作。曝光后去掉图案。用质量分数约为的六氟合铁(HI)酸钾溶液润湿或漂洗即显 影映出图案来。配合物的性质。称取1g产品溶于20 mL水中，溶液供下面的实验用。确定配合物的内外界。a.检定K+时分别取少量Imol4-邛 ?及产品溶液，分别与饱和酒石酸氢钠NaHqH/6 溶液作用。充分摇匀。观察现象是否相同。如果现象不明显，可用玻璃棒摩擦试管内壁。b.检定,g 2-o在少量I mol L-i g ?及产品溶液中。分别加入2滴mol L-iCaCI

10、2 溶液，观察现象有何不同。c.检定Fe3+o在少量mol L-iFeC1及产品溶液中。分别加入1滴I mol L-iKSCN溶液， 观察现象有何不同。综合以上实验现象。确定所制得的配合物中。哪种离子在内界，哪种离子在外界。酸度对配合平衡的影响。a.在两支盛有少量产品溶液的试管中，各加工滴1 mol L-1KSCN溶液，然后分别滴加6 moi L-iHAc和3 mol L-i H04,观察溶液颜色有何变化。b.在少量产品溶液中滴加2 mol - L-i氨水，观察有何变化。试用影响配位平衡的酸效应及水解效应解释观察到的现象。沉淀反响对配位平衡的影响。在少量产品溶液中，加1滴mol L-iNa S

11、溶液，观察现象。写出反响方程式，并加以 2解释。配合物相互转变及稳定性比拟。a.往少量mol L-iFeCI3溶液中加1滴1 mol L-iKSCNo溶液立即变为血红色，再往溶 液中滴加I mol L-iNH F至血红色刚好褪去。4将所得溶液分成2份。往1份溶液中加入1 mol - L-iKSCN,观察血红色是否容易重现从 实验现象比拟FeSCN2+到FeF2+相互转变的难易。往另I份FeF2+溶液中滴入lmol - L-1KC0,至溶液刚好转为黄绿色，记下K C 0的2 2 42 2 4用量，再往此溶液中滴入lmol L1NH至黄绿色刚好褪去。比拟K C?q NH 的用量。 判断FeF2+和Fe(C03-相互转变的难易。2 4 3b.在mol LrqFelCN)和产品溶液中，分别滴加2 moi L-iNaOH,比照现象有何不 同Fe(CN)3-与Fe(C0)3-比拟。哪个较稳定 62 43综合以上实验现象，定性判断配体SCN-、F-、C2O42- CN-与Fe3+配位能力