综合化学实验讲义

理工学院

综合化学实验（试用版）

罗兵兵丽等主编

文理学院化工系

2014年10月

目录

实验一过氧化钙的合成及含量分析 (1)

实验二三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备及组成测定 (4)

实验三食盐中碘含量的测定（分光光度法） (8)

实验四乙酸正丁酯的制备 (10)

实验五水果中总酸度及维生素C含量的测定 (13)

实验六查尔酮的全合成 (16)

实验一过氧化钙的合成及含量分析

一、实验目的

1. 掌握制备过氧化钙的原理及方法。

2. 掌握过氧化钙含量的分析方法。

3. 巩固无机制备及化学分析的基本操作。

二、实验原理

在元素周期表中，第一主族和第二主族以及银与锌等均可形成化学稳定性各异的简单过氧化物；它们是氧化剂，对生态环境是有好的，生产过程中一般不排放污染物，可以实现污染的零排放。

CaO2·8H2O是白色或微黄色粉末，无臭无味，在潮湿空气中可以长期缓慢释放出氧气，50℃转化为CaO2·2H2O，110℃-150℃可以脱水，转化为CaO2，室温下较为稳定，加热到270℃时分解为CaO和O2。

2CaO2 =2CaO + O2 △r H m = 22.70KJ/mol

CaO2难溶于水，不溶于乙醇和丙酮，它与稀酸反应生成H2O2，若放入微量的碘化钾作催化剂，可作为应急氧气源；CaO2广泛用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂和油类漂白剂，CaO2也是种子及谷物的消毒剂，如将其用于稻谷种子拌种，不易发生秧苗烂根。

制备的原料可以是CaCl2·6H2O、H2O2、NH3·H2O，也可以是Ca（OH）2和NH4Cl，在较低的温度下，通过原料物质之间的反应，在水溶液生成

CaO2·8H2O，在110℃条件下真空干燥，得到白色或微黄色粉末CaO2。有关反应式如下：

CaCl2 + 2 NH3·H2O = 2NH4Cl + Ca（OH）2

Ca（OH）2 + H2O2 + 6 H2O = CaO2·8H2O

连解得:CaCl2 + H2O2 + 2 NH3·H2O + 6 H2O ══ CaO2·8H2O + 2NH4Cl

过氧化钙含量的测定，可以利用在酸性条件下，过氧化钙与稀酸反应生成过氧化氢，用标准高锰酸钾滴定来确定其含量。为加快反应，可加入微量的硫酸锰。

5CaO2 + 2MnO4- + 16H+ = 5Ca2+ + 2Mn2+ + 5O2↑+ 8H2O

CaO2的质量分数为：W（CaO2）= 2.5*C *V *M /m

式中，C为KMnO4的浓度（mo/L）；V为消耗KMnO4体积（L）；

M为CaO2的摩尔质量（72.08 g/mol）；m为产品CaO2的质量（g）。

三、仪器、药品及材料

仪器：搅拌器、冰柜、减压抽滤、分析天平、酸式滴定管、250 mL锥形瓶、250 mL烧杯、温度计、台秤。

试剂：CaCl2·6H2O（s）、Ca（OH）2、H2O2（30%）、NH3·H2O （浓）、HCl（2mol/L）、MnSO4（0.1 mol/L）、KMnO4标准溶液（0.02 mo/L）。

材料：冰

四、实验步骤

1. 过氧化钙的制备：称取5 g CaCl2·2H2O，用10 mL水溶解，加入0.1-0.2 g Ca（PO4）2，转入250 mL烧杯中，放入磁子搅拌搅拌溶液，在0℃下滴加30 mL 30%的H2O2溶液，不停的搅拌，加入1 mL乙醇，边搅拌边滴加5 mL浓NH3·H2O，

最后加入25 mL的冰水。然后置冰水中冷却半小时；抽滤后用少量冷水洗涤晶体2-3次，然后抽干置于恒温箱，在110℃下烘0.5-1 h，冷却后称重，计算产率。

2. 过氧化钙含量的测定：准确称取0.15 g产品三份，分别置于250 mL锥瓶中，各加入50 mL蒸馏水和15 mL 2 mol/L HCl，振荡使其溶解，再加入几滴0.10 mol/L MnSO4，立即用0.02 mol/L的KMnO4标准溶液滴定溶液呈微红色，

30 s不褪色为终点，计算CaO2的百分率。

五、数据记录与处理

六、注意事项

1. 反应温度以0-8℃为宜，低于0℃，液体易冻结，使反应困难。

2．抽滤出的晶体是八水合物，先在60℃下烘0.5小时形成二水合物，再在140℃下烘0.5小时，得无水CaO2。

七、思考题

1. 所得产物中的主要杂质是什么？如何提高产品的产率与纯度？

2. CaO2产品有哪些用途？

3. KMnO4滴定常用H2SO4调节酸度，而测定CaO2产品时为什么要用HCl，对测定结果会有影响吗？如何证实？

4. 测定时加入MnSO4的作用是什么？不加可以吗？

实验二三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备及组成测定

一、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。

二、实验原理

1. 三草酸合铁（Ⅲ)酸钾制备

三草酸合铁（Ⅲ)酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O（M = 491）为翠绿色单斜晶体，溶于水，在0℃下溶解度为4.7g/100g，在100℃下为117.7g/100g，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：2K3[Fe(C2O4)3] → 3K2C2O4 + Fe C2O4↓（黄色）+2CO2

三草酸合铁（Ⅲ）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（Ⅲ）酸钾，也可以铁为原料制得硫酸亚铁铵，加草酸值得草酸亚铁后，在过量草酸跟存在的下用过氧化氢制得三草酸合铁（Ⅲ)酸钾。

本实验以硫酸亚铁铵为原料，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 + H2C2O4 →