三草酸合铁酸钾的制备与分析

长江大学工程技术学院化学工程系
实验教学教案用纸
三草酸合铁酸钾的制备与分析（8 学时）
一、实验目的 1、 掌握三草酸合铁（III）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 K3[Fe(C2O4)3]•3H2O 为亮绿色单斜晶体，易溶于
水而难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，受热时，在 110℃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。它是一些有机反应很 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 (NH4)2Fe(SO4)2 与 H2C2O4 反应制取 FeC2O4，反应方程式为：
(NH4)2Fe(SO4)2＋H2C2O4＝FeC2O4（s）＋(NH4)2 SO4＋H2 SO4 在过量 K2C2O4 存在下，用 H2 O2 氧化 FeC2O4，即可制得产物：
6 FeC2O4＋3 H2 O2＋6 K2C2O4＝4 K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe（OH）3（s） 反应中产生的 Fe（OH）3 可加入适量的 H2C2O4 也将其转化为产物：
2 Fe（OH）3＋3 H2C2O4＋3 K2C2O4＝2 K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O 该配合物的组成可通过重量分析法和滴定方法确定。 （1） 用重量分析法测定结晶水含量
将一定量产物在 110℃下干燥，根据失重的情况便可计算出结晶 水的含量。

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（4） 确定钾含量
根据配合物中结晶水、C2O42-、Fe3＋的含量便可计算出 K＋含量。
三、实验仪器与试剂
仪器：分析天平、烘箱等。 试剂： H2SO4(6mol•L-1)、 H2C2O4(饱和)、 K2C2O4（饱和）、H2O2（ω为 0.C025H）5O（H、ω为 0.95 和 0.5）、KMnO4标准溶液（0.02 mol•L-1）、(NH4)2Fe(SO4)2 •6H2OZ（n 粉s）、
四、实验步骤 （一）三草酸合铁的制备 称取 6 g Fe 屑放入锥形瓶中，加 20 mL 20% Na2CO3 溶液，小心加热 10min，
倒用出H2碱O 洗液涤，。2~3 次，再加 25mL 6mol·L－1H2SO4 溶液，水浴加热至几乎不再产 生[1]。气水体温（应约控4制0 m在in8）0~90℃，反应过程中要适当补加 H2O，以保持原体积[2]。 趁结热 晶过 ，滤 抽， 滤冷 至却 干，称量
称取 4g 自制的 FeSO4·7H2O 晶体放入烧杯中，加 15mL H2O 和 1mL 3 mol·L －加1H热2SO溶4 溶解液，，再加 25mL 1mo1·Ｌ－１ H2C2O4 溶液，搅拌并加热至沸，静置得 F沉eC淀2O，4·倒2出H2O上层清液，加 20 mL 蒸馏水，搅拌并温热，静置后倾出上层清 液。 在上述沉淀中加入 10 mL 饱和 K2C2O4 溶液，水浴加热至 40℃,缓慢滴加 2溶0液m，L 搅3%拌H2O并2 保温在 40℃左右[此时有 Fe（OH）3 沉淀产生]。滴完加 H2O2 后至， 沸加 ，热 再溶 加液8mL 1 mol·L－1 H2CO4（先加 5mL，然后慢慢滴加其余 3mL），并 一溶直液保至持沸。趁热过滤[3]，在滤液中加 10mL 95% C2H5OH，温热使可能生成的 晶却体 结溶 晶解 ，。 抽冷 滤至干[4]，称量。晶体置干燥器内避光保存。

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（二）产品化学式的确定 （1）结晶水的测定 精确称取 0.5~0.6g 已干燥的产物，分别放入 2 个
已干燥至恒重的洁净的瓷坩埚中，称量瓶中，置于烘箱中。在 110℃干燥 1h，再在干燥器中冷却至室温，称重。重复干燥、冷却、称量等操作直至 恒重。根据称量结果，计算结晶水的质量。
（三）三草酸合铁(III)酸钾的性质
（2）C2O
的测定 称取 0.15~0.20g
（准至 0.1mg）自制的三草酸根合铁（Ⅲ）酸钾晶体于锥形瓶中，加入 30mL
蒸馏水和 10mL 3mol·L－1H2SO4 溶液溶解。 在锥形瓶中先滴加 10mL 0.02 mol·L－1KMnO4 标准溶液[5]，加热至溶液褪
色再继续用 KMnO4 标准溶液滴定温热溶液至粉红色（0.5min 内不褪色）。记 录 KMnO4 标准溶液的用量。保留滴定后的溶液，用作 Fe3+离子的测定。平行
测定 2～3 次。
（3）Fe3+离子的测定 将上述滴定后溶液加热近沸，加入半药匙 Zn 粉，
直至溶液的黄色消失。用短颈漏斗趁热将溶液过滤于另一锥形瓶中，再用
5mL 蒸馏水通过漏斗洗涤残渣一次，洗涤液与滤液合并收集于同一锥形瓶

(1)将少量三草酸合铁(Ⅲ)酸钾放在表面皿上。在日光下观察晶体颜色
变化。并与放在暗处的晶体比较。该配合物极易感光，室温下光照变色，
发生下列光化学反应，即
2[Fe(C2O4)3]3－→2 FeC2O4 + 3C2O42－+ 2CO2↑
(2)制感光纸。按三草酸合铁(Ⅲ)酸钾 0.3g、铁氰化钾 0.4g 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，曝光部分呈蓝色。被遮盖部分就显影映出图案来。
它在日光照射或强光下分解生成的草酸亚铁。遇到六氰合铁(Ⅲ)酸钾生
成滕氏蓝。反应方程式为
FeC2O4 +长K3江[Fe大(C2学O4)工3] 程===技KF术e[F学e(C院N)6化]↓学+ K工2C2程O4系
实 验 教 学 教 案 用 纸 (3)制感光液。取 0.3～0.5 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 3.5% 五、实验记录与结果
的六氰1.合KM铁nO(4Ⅲ的)酸标钾定溶液润湿或漂洗即显影映出图案来。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
W（Na2C2O4）（g）
V(KMnO4)(初)
V(KMnO4)(末)
V(KMnO4)(ml)
C(2K.MCn2OO44)2-的测定
平均值
相对偏差