三草酸合鐵III酸鉀的制備及組成分析

1、三草酸合鐵(III)酸鉀的制備及組成分析 實(shí)驗(yàn)十1第一部分 合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)學(xué)習(xí)三草酸合鐵(III)酸鉀的合成方法，掌握無(wú)機(jī)制備的一般方法。學(xué)習(xí)用高錳酸鉀法測(cè)定C2O42-與Fe3+的原理和方法。綜合訓(xùn)練無(wú)機(jī)合成、滴定分析的基本操作，掌握確定化合物組成的原理和方法。2二、實(shí)驗(yàn)原理 三草酸合鐵(III)酸鉀，即K3Fe(C2O4)33H2O，為綠色單斜晶體，溶于水，難溶于乙醇。110C下失去三分子結(jié)晶水而成為K3Fe(C2O4)3 ，230C時(shí)分解。該配合物對(duì)光敏感，光照下即發(fā)生分解。 3 合成三草酸合鐵(III)酸鉀的工藝路線 合成三草酸合鐵(III)酸鉀的工藝路線有多種。1 以鐵為原料制

2、得硫酸亞鐵銨，加草酸鉀制得草酸亞鐵后經(jīng)氧化制得三草酸合鐵(III)酸鉀；2 以硫酸鐵與草酸鉀為原料直接合成三草酸合鐵(III)酸鉀；3 以三氯化鐵與草酸鉀直接合成三草酸合鐵(III)酸鉀； 4 本實(shí)驗(yàn)采用硫酸亞鐵加草酸鉀形成草酸亞鐵經(jīng)氧化結(jié)晶得三草酸合鐵(III)酸鉀。 4 合成原理1 硫酸亞鐵加草酸鉀形成草酸亞鐵：2 在過(guò)量草酸根存在下，用過(guò)氧化氫氧化草酸亞鐵即可得到三草酸合鐵（III）酸鉀，同時(shí)有氫氧化鐵生成： 3 加入適量草酸可使轉(zhuǎn)化為三草酸合鐵（III）酸鉀配合物：4 再加入乙醇，放置即可析出產(chǎn)物結(jié)晶。5 總反應(yīng)式為：6三、儀器和試劑 儀器：托盤天平，分析天平，燒杯（100mL，250

3、mL ），量筒（10mL，100mL），長(zhǎng)頸漏斗，布氏漏斗，抽濾瓶，表面皿，稱量瓶，干燥器，烘箱，錐形瓶（250mL），酸式滴定管50mL）。 試劑：FeSO4（s），1molL-1H2SO4溶液，1molL-1H2C2O4溶液，飽和K2C2O4溶液，3%H2O2溶液，MnSO4滴定液，6molL-1HCl溶液，15%SnCl2溶液，2.5%Na2WO4溶液，6%TiCl3溶液，0.4%CuSO4溶液，0.01molL-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液（自行配制和標(biāo)定）。7四、實(shí)驗(yàn)方法(1)溶解 在托盤天平上稱取4.0g FeSO47H2O 晶體，放入250mL燒瓶中，加入1molL-1H2SO 1m

4、L，再加入H2O15 mL，加熱使其溶解。(2)沉淀 在上述溶液中加入1molL-1H2C2O4 20mL，攪拌并加熱煮沸，使形成FeC2O42H2O 黃色沉淀，用傾瀉法洗滌該沉淀3次，每次使用25mLH2O去除可溶性雜質(zhì)。8(3)氧化 在上述沉淀中加入10 mL飽和K2C2O4溶液，水浴加熱至40oC，滴加6% H2O2溶液10mL，不斷攪拌溶液并保持溫度在40 oC左右，使Fe（II）充分氧化為Fe（III）。滴加完后，加熱溶液至沸以去除過(guò)量的H2O2。(4)生成配合物 保持上述沉淀近沸狀態(tài)，先加入1molL-1 H2C2O45mL，然后趁熱滴加1molL-1H2C2O423 mL使沉淀溶

5、解，溶液的pH值保持在45，此時(shí)溶液呈翠綠色，趁熱將溶液過(guò)濾到一個(gè)150mL燒杯中，并使濾液控制在30mL左右，冷卻，8mL乙醇，放置（過(guò)夜）、結(jié)晶、抽濾至干即得三草酸合鐵(III)酸鉀晶體。稱量，計(jì)算產(chǎn)率，并將晶體置于干燥器內(nèi)避光保存。 9五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程15mL水 1molL-1H2SO41mL 溶解 1molL-1H2C2O4 20mL FeC2O42H2O 黃色燒杯內(nèi)FeSO47H2O4.0g熱水洗三次每次25.00mL 黃色變橙色 不斷攪拌溶液保持溫度在40 oC滴加6% H2O2溶液10mL 紅棕色煮沸10 mL飽和K2C2O4溶液 水浴加熱至40oC 溶液至沸以去除過(guò)量的H2O2 1

6、0pH值保持在pH45 Fe(OH)3 紅棕色 （上層液為翠綠色） 沉淀溶解（黃綠色溶液） 1molL-1H2C2O47mL 暗處放置結(jié)晶8-10mL95%乙醇 綠色單斜晶體200g/LKOH約2.5mL趁熱過(guò)濾 翠綠色濾液（體積在30mL以下）抽干后用少量乙醇洗滌產(chǎn)品繼續(xù)抽干先5mL，后2mL滴加50-100mL小燒杯中冷卻抽干稱量計(jì)算產(chǎn)率（產(chǎn)品放在干燥器中避光保存）11第二部分 測(cè)定組成一、標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液配制與標(biāo)定二、各個(gè)組份含量測(cè)定12高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠⒄莆崭咤i酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定方法。掌握標(biāo)定高錳酸鉀溶液濃度的原理、方法及滴定條件。13二、實(shí)驗(yàn)原理 配制

7、：粗、沸、放、濾、棕。 標(biāo)定：基準(zhǔn)物質(zhì)：Na2C2O4 滴定反應(yīng)： 反應(yīng)條件 滴定溫度控制在7585為宜。 溶液的酸度約為0.51.0molL-1。 滴定速度應(yīng)先慢后快。 終點(diǎn)顏色：粉紅色 14 計(jì)算1510.01molL-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 稱取計(jì)算量的KMnO4溶于1000mL去離子水中，蓋上表面皿，加熱至沸并保持2030min，隨時(shí)加水補(bǔ)充蒸發(fā)損失。冷卻后，在暗處放置710天，然后用玻璃棉過(guò)濾除去MnO2等雜質(zhì)。濾液貯于洗凈的棕色瓶中，搖勻，放置暗處保存。若溶液煮沸后在水浴上保持1h，冷卻后過(guò)濾，則不必放置710天，可立即標(biāo)定其濃度。 三、實(shí)驗(yàn)步驟1620.01molL-1KMn

8、O4標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的標(biāo)定準(zhǔn)確稱取計(jì)算量的Na2C2O4 3份于250mL錐形瓶中，加去離子水40mL及10mL3molL-1 H2SO4，加熱至7585（瓶口開(kāi)始冒熱氣），趁熱用待標(biāo)定的KMnO4溶液進(jìn)行滴定。（KMnO4色深，液面彎月面不易看出，讀數(shù)時(shí)應(yīng)以液面的最高線為準(zhǔn)，即讀液面的邊緣）。滴定至溶液呈微紅色，半分鐘內(nèi)不褪色即為終點(diǎn)。 17在酸性介質(zhì)中，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試液中的草酸根，根據(jù)消耗量可直接計(jì)算出的含量，其滴定反應(yīng)式為：1、草酸根含量的測(cè)定三草酸合鐵(III)酸鉀的組成測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)原理182、Fe3+含量測(cè)定方法：測(cè)鐵時(shí)，用SnCl2-TiCl3聯(lián)合還原法，先將Fe3+還原為

9、Fe2+ ，然后在酸性介質(zhì)中，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定試液中的Fe3+和C2O42-的總量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗量，可計(jì)算出Fe3+的含量。反應(yīng)：19 反應(yīng)條件預(yù)處理：Fe3+還原為Fe2+ SnCl2TiCl3聯(lián)合還原，鎢酸鈉指示趁熱Na2WO4 MnSO4滴定液： MnSO4 、 H2SO4、 H2PO4 混合液 采用甲基橙指示SnCl2還原20計(jì)算213、組成測(cè)定根據(jù)可確定C2O42-和Fe3+的配合比。 22二、測(cè)定步驟(1)稱量 稱取已干燥的三草酸合鐵(III)酸鉀11.5g于250mL小燒杯中，加水溶解，定量轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，待測(cè)。(2)C2O42-

10、的測(cè)定 分別從容量瓶中吸取3份25.00mL試液于錐形瓶中，加入MnSO4滴定液5mL及1molL-1H2SO45mL，加熱至7580oC（即液面冒水蒸汽），用0.01 molL-1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至淡粉紅即為終點(diǎn)，記下KMnO4體積，計(jì)算C2O42-含量。23(3)Fe3+的測(cè)定 分別從容量瓶中吸取3份25.00mL試液于錐形瓶中，加入6molL-1HCl 10mL加熱至7080 oC，此時(shí)溶液為深黃色，然后趁熱滴加SnCl2至淡黃色，此時(shí)大部分Fe3+已被還原為 Fe2+，繼續(xù)加入2.5%Na2WO41mL，滴加TiCl3至溶液出現(xiàn)藍(lán)色，再過(guò)量1滴，保證溶液中Fe3+完全被還原。加入0.4%CuSO4溶液2滴作催化劑，加H2O20mL，冷卻振蕩直至藍(lán)色褪去，以氧化過(guò)量的TiCl3和W（V）。Fe3+還原后，繼續(xù)加入MnSO4滴定液10mL，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液