无机化学实验3三草酸合铁酸钾的制备和性质

3三草酸合铁酸钾的制备和性质

7.1实验目的

7.2预备知识

物质需称化学式摩尔质fi/g-mol1

莫尔盐(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O392.13

草酸H2C2O490.04

草酸钾K2C2O4166.21

高猛酸钾KM11O4158.03

草酸根C2O42-88.02

铁Fe55.85

三水合三草酸合铁酸钾K3[Fe(C2O4)3] 3H2O491.24

7. 3实验原理

K3[Fe(C2O4)3]-3H2O为绿色单斜晶体，密度为2.138 g em'3,加热至100°C失去全部结晶水，230 1时分解；溶于水，难溶于乙醇；对光敬感。它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，具有工业应用价值。合成K3[Fe(C2O4)3]-3H2O的工艺路线有多种。本实验以莫尔盐和草酸形成草酸亚铁后经氧化、配位、结晶得到K3[Fe(C2O4)3]-3H2Oo 配阴离子可用化学分析方法进行测定，用稀H2SO4溶解试样，在酸性介质中用KMnO4标准溶液滴定待测液中的

C2O42-离子；在滴定C2OF-离子后的溶液中用Zn粉还原Fe”为Fe2+,再用KMiQi标准溶液滴定Fe2+；通过消耗KMnO4标准溶液的量来汁算C2O42-离子和FJ+离子的O2-离子和Fe”离子的配比。7.4

量以及C

公用仪器、材料、试剂

试剂名称位置试剂名称位宜

(NH4)2Fe(SO4)2 6H：O本实验桌Zn 粉(AR)本实验桌

饱和草酸钾溶液本实验桌去离子水中间实验桌

饱和草酸溶液本实验桌无水乙醇本实验桌

标准浓度KM II O4溶液中间实验桌灯用酒精中间实验桌

本实验桌及分析

小纸条

天平室

貞•空系统实验桌正前上方冰块实验室临时提供称量纸本实验桌

电子台秤(O.Olg)本实验桌乙醇-丙酮1:1本实验桌

H2O2 3=5%)本实验桌水浴锅(用于分析)

两人共用1套(木实验桌)

注：实验结束后多余的产品回收到实验室指左的容器中。

7. 5实验步骤

1.三草酸合铁(皿)酸钾制备

(1)草酸亚铁的制备

用100 mL 洁净干燥烧杯称取 5.0 g (NH4)2Fe(SO4)2-6H2O,加入1 mL 1 mol-L1 H2SO4和15 mL去离子水,小火加热溶解,再加入25 mLH2C2O4饱和溶液,搅拌并加热煮沸，停止加热、静置，待析出的黃色F e C2O4-2H2O晶体完全沉降后，倾去上层清液。用倾析法洗涤该沉淀3次，每次用20 mL温热的去离子水(自己准备)，得到较纯净FeC2O4-2H2O晶体待用。

(2)Fe(II)氧化成Fe(lll)

在FeC2O4・2吐0晶体中加入10 niL饱和的K2C2O4洛液，水浴加热［自己用

大小合适的烧杯代替水浴锅］约40°C,用滴管缓慢滴加20 niL ”=5%的H2O2, 不断搅拌并维持温度在40°C左右，使Fe(H)充分地氧化成Fe(III)；溶液转变为棕红色并有棕红色沉淀产生。H2O2加完后，将溶液直接加热(垫上铁丝网)至沸除去过量的比

02(加热时间不宜太长，煮沸即可认为H2O2分解基本完全，停止加热)。

(3)酸溶、配位反应

取大约8 mL饱和H2C2O4溶液,在快速搅拌下用滴管滴加H2C2O4溶液，使沉淀溶解变为亮绿色透明溶液，溶液的pH控制在3.0〜4.0范围；如果溶液中有混浊不溶物质存在，趁热过滤(溶液是透明的，则不需过滤)；冷却至室温后在溶液中加入10 mL 无水乙醇，将溶液在冰水中(实验室提供冰块)冷却约20 min,待结晶完全后，抽滤，并用少量乙醇-丙酮(1:1)洗涤晶体。取下晶体，用滤纸吸干，转入称量瓶［事先称量好空的称量瓶，并记录］中称重，记录下相关称量数据

2.组成分析

⑴称样

准确称取约1 g合成的K3［Fe(C2O4)3］-3H2O于烧杯中格中］,加入25 mL3 mol L1 H2SO4溶液使之溶解，再转移至250 inL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀, 静置。

⑵C2O4?-的测定

准确移取25.00 mL上述试液于锥形瓶中，加入20 mL3 mol-L1 H2SO4溶液, 在75〜85 °C水浴中加热10 min,用KM11O4标准溶液滴定溶液呈浅粉色，30s不褪色即为终点，记录读数。

(3) Fe”的测定

往滴定完草酸根的锥形瓶中加入锌粉约1 g和5 mL 3 mol-L4 H2SO4溶液，摇动10 mm后，过滤除去过量的Zn粉，滤液用另一锥形瓶承接。用约40 mL0.2 mol-L1

H2SO4(自己用3 mol-L1 H2SO4配制)溶液分37次洗涤原锥形瓶和沉淀, 然后用KMnO4标准溶液滴定溶液呈浅粉色，30 s不褪色即为终点，记录读数。

平行滴定3次。

注意事项

1.氧化FeC2O4 -2H：0时，氧化温度不能太高(保持在40°C ),以免HO分解，同

时需不断搅拌，使充分被氧化。

2.配位过程中，应逐滴加入，并保持在沸点附近，这样使过量草酸分解。

3.KMrO滴定G。；时，升温以加快滴定反应速率,但温度不能超过85°C, 否则草

酸易分解：

HCO4 THQ + CO, T+coT

4.KMnO；滴定Fe‘或G。；时，滴定速度不能太快，否则部分KM11O4在热溶液中按下式分解：

4KMnO4 + 2H2SO4 t 4MnO2 J +2K2SO4 + 2H2O+3O2 T

5.MnSO4滴定液不同于M11SO4洛液,它是M11SO4, H2SO4和H3PO4的混合液，其配制方法为：称取45gMnSO4溶于500niL水中，缓慢加入浓H2SO4130mL, 再加入浓H3PO4 （85%） 300mL,加水稀释至1L。

6.还原F尹时，须注意SnCb的加入量。一般以加入至溶液呈淡黃色为宜，以免过量。

7.6思考与讨论

1.试比较讨论4种制备三草酸合铁（【II）酸钾工艺路线的优缺点。

2.如何提高产品的质量？如何提高产量？

3.在合成的最后一步能否用蒸干溶液的办法来提高产量？为什么？

4.根据三草酸合铁（III）酸钾的性质，应如何保存该化合物?