实验三草酸合铁(III)酸钾的制备和组成测定2齐齐哈尔大学化学专业 实验报告无机部分

齐齐哈尔大学
实验报告
题目：三草酸合铁（III）酸钾的制备和组成测定学校：＿齐齐哈尔大学＿＿
专业班级：＿化学101＿＿＿
学生姓名： ___＿叶梦＿＿＿＿＿
同组者姓名：＿＿＿苟登红＿＿＿＿
成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
2013 年 10 月 9 日
实验5 三草酸合铁（III ）酸钾的制备和组成测定
实验目的
1 掌握合成32432K [Fe(C O )]3H O
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。

实验原理
三草酸合铁（III ）酸钾（含三个结晶水）为翠绿色单斜晶体，易溶于水且难溶于乙醇，受光易分解。

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
4242224224242424(NH )Fe(SO )H C O 2H O FeC O 2H O (NH )SO H SO ++==↓++
24
22
22242
243
24
32F e C O 2H O H O 3K C O H C O
2K [F e (C O )]3H 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。

用高锰酸钾标准溶液在酸性介质中滴定测得草酸根的含量。

3Fe +含量可先用过量镁粉将其还原为2Fe +，然后再用高锰酸钾标准溶液滴定而测得，其反应式为
232425Fe MnO 8H 5Fe Mn 4H O +-
+++++==++ 22424222MnO 5C O 16H 2Mn
10CO 8H O --++++==++ 仪器与实验药品
托盘天平；分析天平；抽滤装置；烧杯；电炉；移液管；容量瓶；锥形瓶；量筒；试管；表面皿；玻璃棒；滤纸；点滴板；恒温水浴槽；恒温干燥箱。

铁屑;24H SO (3mol/L)；Na 2CO 3 (0.1mol/L)；硫酸铵; 24H SO (1mol/L);224H C O （饱和）；
224K C O （饱和）；KCl;3KNO （300g/L ）;乙醇（95%）；36K [Fe(CN)](5%)；22H O （3%）；
镁粉；224Na C O ；高锰酸钾。

实验步骤
1. 草酸亚铁的制备
称取5g硫酸亚铁铵固体放在250ml烧杯中，然后加15ml蒸馏水和5~6滴1mol/L的硫酸。

加热溶解后，再加入25ml饱和草酸溶液，加热搅拌至沸，同时不断搅拌，防止飞溅。

维持微沸4min后，停止加热，取少量清液于试管中、煮沸，如还有沉淀还需加热，直到没有沉淀为止，将溶液静置。

带黄色晶体析出后倾析，弃去上层清液，用总量20ml的蒸馏水分三次用倾泻法洗涤晶体，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（III）酸钾的制备
往草酸亚铁沉淀中加入饱和草酸钠溶液10毫升，水浴加热40℃，恒温下慢慢滴加3%的过氧化氢溶液20毫升，沉淀转为深棕色。

边加边搅拌，加完后取一滴所得悬浊液于点滴板中，加一滴
K[Fe(CN)]溶液，如
36
有蓝色出现，则还需要加过氧化氢溶液，至检测不到2
Fe 。

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，加入几滴硝酸钾，均匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出。

晶体完全析出后，抽滤，将固体至于一表面皿上，放在恒温干燥箱中干燥。

得透明的绿色晶体,称重,计算产率。

3 高锰酸钾溶液的标定
准确称取0.13~0.17g草酸钠两份，分别置于250ml锥形瓶中。

分别加水50ml使其溶解，加入10ml3mol/L硫酸溶液。

在水浴上加热到75~85℃，趁热用待标定的高锰酸钾溶液滴定。

滴定至溶液呈现为红色并持续30s内不褪色即为终点。

根据每份滴定中草酸钠的质量和消耗的高锰酸钾的体积，计算出高锰酸钾溶液的浓度。

4 草酸根含量的测定
精确称取制得的样品约0.2~0.3g，放入250ml小烧杯中加水溶解后定量转移至250ml 容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，待测。

分别取２份２５ｍｌ试液于锥形瓶中，加入25ml水和5ml 1mol/L硫酸溶液，用已标定的高锰酸钾溶液滴定。

滴定前先一滴一滴地加入高锰酸钾溶液，然后加热到75~85℃，再用高锰酸钾滴定热溶液，直至微红色在30s内不消失。

记下消耗的高锰酸钾溶液的总体积，计算32432K [Fe(C O )]3H O
中草酸根的质量分数，并换算成物质的量。

5 铁含量的测定
在上述滴定过草酸根的保留溶液中加镁粉还原，至黄色消失。

加热3分钟，使3Fe +
完全转化成2Fe +，过滤，滤液转入250ml 容量瓶中，用高锰酸钾滴定至微红色。

计算32432K [Fe(C O )]3H O
中铁的质量分数，并换成物质的量。

实验结果与讨论
三草酸合铁(III)酸钾的产率=
%10015
.392g
00.5x 437481.3x g =62.5%
1 高锰酸钾溶液标定的数据处理
根据草酸钠与高锰酸钾的反应计量关系：
24MnO -~5224C O -
;
22444224(Na C O )3(KMnO )(KMnO )(Na C O )
2m C V 105M -=⋅⨯
①当224(Na C O )m =0.151g ，4(KMnO )V =22.75ml 时；4(KMnO )C =
75.22134500
.2x x x x 101510=0.01981mol/L
②当224(Na C O )m =0.150g ，4(KMnO )V =22.45ml 时；4(KMnO )C =5 5x134x22.40
x0.150x1002=0.01994mol/L
③当224(Na C O )m =0.149g ，4(KMnO )V =21.85ml 时；4(KMnO )C =5
5x134x21.80
x0.149x1002=0.02036mol/L
表一 高锰酸钾溶液浓度的标定数据处理（M[NaC 2O 4]=134）
编号
1 2 3 m(224Na C O )(g) 0.151 0.150 0.149 V(4KMnO )(ml) 22.75 22.45 21.85 C[4KMnO ](mol/L)
0.01981 0.01994 0.02036
C 平[4KMnO ](mol/L)
0.02003
2 224C O -含量测定的数据处理
根据草酸钠与高锰酸钾的反应计量关系：24MnO -~5224
C O -
;所以32432K [F e (C O )]3H O ~3224
C O -
~
65
4
MnO -；
所以
3
2
433
2
43[
K
F
e
(
C
O
)
]
3
2
4
3
[K F
e
(
C O )
]
[
K
F
e
(C O )]
m n M =22
44
4
3(C O )
(
M n O )(M
5n C
V 1
2-
--
-=⋅
⨯
①当m [3243K Fe(C O )]=0.0300g;V[4KMnO ]=3.40ml 时；已知 4(KMnO )C =0.02003mol/L ；则n[3243K Fe(C O )]=
437
0300.0=6.86×510-mol; n[224C O -
]=52×0.02003×3.40×310-=1.70×
410-mol
②当m [3243K Fe(C O )]=0.0300g;V[4KMnO ]=3.45ml 时；已知 4(KMnO )C =0.02003mol/L ；则n[3243K Fe(C O )]=
437
0300.0=6.86×510-mol; n[224C O -
]=52×0.02003×3.45×310-=1.73×
410-mol
表2 3243K Fe(C O )中224C O -
的测定数据处理(M[3243K Fe(C O )]=437)
编号 1 2 3
m[K 3Fe(C 2O 4)3](g ） 0.0300 0.0300 0.0300
n[K 3Fe(C 2O 4)3](mol ） 6.86×10-5 6.86×10-5 6.86×10-5
V[KMnO 4](ml) 3.40 3.45 3.35
C[KMnO 4](mol/L) 0.02003 0.02003 0.02003
n[C 2O 42-](mol) 1.70×10-4 1.73×10-4 1.68×10-4
n 平[C 2O 42-] 1.70×10-4 ③当m [3243K Fe(C O )]=0.0300g;V[4KMnO ]=3.35ml 时；已知 4(KMnO )C =0.02003mol/L ；则n[3243K Fe(C O )]=
437
0300.0=6.86×510-mol; n[224C O -
]=52×0.02003×3.35×310-=1.68×
410-mol
3 3Fe +含量测定的数据处理
根据2Fe +与高锰酸根反应计量关系得出52Fe +~4MnO -；2Fe +
~3Fe +所以n[2Fe +]=5C[4MnO -]⋅V[4MnO -]×310-
①当V[4KMnO ]=0.26ml 时，n[2Fe +]=5×0.02003×0.26×310-=2.60×510-mol ②当V[4KMnO ]=0.25ml 时，n[2Fe +]=5×0.02003×0.25×310-=2.50×510-mol ③当V[4KMnO ]=0.27ml 时，n[2Fe +]=5×0.02003×0.27×310-=2.70×510-mol
表3 3243K Fe(C O )中3Fe +
的测定数据处理(M[3243K Fe(C O )]=437)
编号 1 2 3
m[3243K Fe(C O )](g) 0.0300 0.0300 0.0300 n[3243K Fe(C O )](mol) 6.86×10-5 6.86×10-5 6.86×10-5 V[4KMnO ](mol/L) 0.26 0.25 0.27 C[4KMnO ](mol/L) 0.02003 0.02003 0.02003 n[2Fe +](mol) 2.60×510- 2.50×510- 2.70×510- n[3Fe +](mol) 2.60×510- 2.50×510- 2.70×510-
n 平[3Fe +](mol) 2.60×510-
在草酸根含量测定中，称取0.300g 3243K Fe(C O )配成250ml 溶液，移取25ml 滴定。

在1mol 产品中含224C O -2.48mol,3Fe +0.38mol ，该物质的化学式为3243K Fe(C O )。

思考题
1 能否用4FeSO 代替硫酸亚铁铵来合成3243K Fe(C O )？这时可用硝酸代替过氧化氢做氧化剂，写出用硝酸做氧化剂的主要反应式。

你认为哪个做氧化剂较好？为什么？
答：能；2423224224324323FeC O 2H O HNO K C O H C O K [Fe(C O )]3H O KNO NO ⋅+++==⋅++↑ 22H O 做氧化剂好，没有引入其它杂质，不污染环境。

2 根据三草酸合铁(III)酸钾的合成过程及它的TG 曲线，你认为该化合物该如何保存？ 答：三草酸合铁(III)酸钾受光易分解，易溶于水，应保存在棕色试剂瓶中且置于阴凉干 燥处。

3 在三草酸合铁(III)酸钾制备过程中，加入15ml 饱和草酸溶液后，沉淀溶解，溶液转为绿色。

若此溶液中加入25ml95%乙醇或将此溶液过滤后往滤液中加入25ml95%乙醇，现象有何不同？为什么？并说明对产品质量有何影响。

答：若不过滤就加入乙醇，则会有杂质参加晶体的形成，使3243K Fe(C O )23H O 不纯净，而且会有部分铁(II)参与晶体形成，使产品质量增加。