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)

、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

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(4)确定钾含量

根据配合物中结晶水、C2Q2-、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。

1

试剂：H2SQ(6mol?L )、出00(饱和)、K 2G Q4 (饱和)、H2Q2 ( w 为0.05 )、

1

C2H5QH ( w 为 0.95 和 0.5 八 KMnQ 4标准溶液(0.02 mol ?L- )、(NHJ 2Fe(SQ02 ?6巴0( s)、

Zn粉

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% NaCO溶液，小心加热10min, 倒出碱洗条。2~3次，再加25mL 6mol・L USQ溶液，水浴加热至几乎不再产生气

［1］。水温应控制在 80〜90 C,反应过程中要适当补加H2O,以保持原体积［2］。趁热过滤，冷却

结晶，抽滤至干，称量

称取4g自制的FeSO4・ 7H2O晶体放入烧杯中，加 15mL H 20和1mL 3 mol L —1H2SO4溶液，

加热溶解，再加 25mL 1mo1 -L “ H2C2O4溶液，搅拌并加热至沸，静置得FeC z O q • 2H2O

沉淀，倒出上层清液，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 40C，缓慢滴加20 mL 3%H 2O2 溶液，搅拌并保温在40C左右［此时有Fe (OH 3沉淀产生］。滴完加HQ后，力卩至沸，再加8mL 1 mol L一1H2CO4 (先加5mL，然后慢慢滴加其余 3mL)，并一直保持溶液至沸。趁热过滤［3］，在滤液中加10mL 95% C2H5OH温热使可能生成的晶体溶解。冷却结晶，抽滤至干⑷，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110C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。

（2）GO；的测定称取0.15~0.20g （准至0.1mg）自制的三草酸根合铁（川）酸钾晶体于锥形瓶中，加入30mL蒸馏水和10mL 3mol・L 一hSQ溶液溶解。

在锥形瓶中先滴加10mL 0.02 mol nQ标准溶液呵，加热至溶液褪色再

继续用KMnQ标准溶液滴定温热溶液至粉红色（0.5min内不褪色）。记录KMnQ 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中。最后用KMnO

（三）三草酸合铁（III）酸钾的性质

（1）将少量三草酸合铁（川）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 ―一2 FeC2O4 + 3C2O42- + 2CO2T

⑵ 制感光纸。按三草酸合铁（川）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（川）酸钾生成滕

氏蓝。反应方程式为

FeC2O4 + K3[Fe（C2O4）3] === KFe[Fe（CN）6] J + K2C2O4

（3）制感光液。取0.3〜0.5三草酸合铁（川）酸钾，加5 mL水配成溶液。用滤纸条做成感光纸。同（2）中操作。曝光后夫掉图案。用质量分数约为 3.5%的六氰

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五、实验记录与结果

1.K MnO4 的标定

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六实验思考与讨论

1、测定GO；的计算公式是什么？怎样确定GO；的配位数？

2、测定Fe3+离子时，当KMnO标准溶液逐滴加入时，待滴定液的颜色为什么逐

渐变黄？

3、根据实验情况，请你谈谈实验成败的关键是什么？

三草酸合铁(III)酸钾冏Fe(C2Q)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110C下可失去结晶水，到230E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(NH)2Fe(SO)2与H2C2O4反应制取FeCO,反应方程式为：

(NH)2Fe(SO)2+ HC2O = FeCQ (s) + (NF L) 2 SO4+ H SO4

在过量&QC4存在下，用F2 02氧化FeCQ,即可制得产物：

6 FeC2Q+ 3 H2 O2 + 6 心^04= 4 K3【Fe(C2Q)3] + 2Fe (0H 3 (s)

反应中产生的Fe (0H 3可加入适量的也将其转化为产物：

2 Fe ( 0H 3+

3 H2C2C4+ 3 ©GO = 2 K3【Fe(C2O)3] + 6HO

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110C下干燥，根据失重的情况便可计算出结晶水的含量。

(2) 用高锰酸钾法测定草酸根含量

C2C4* 1 2- 3在酸性介质中可被MnO定量氧化，反应式为：

5 C2Q2-+ 2 MnO-+ 16H+= 2Mrn+ + 10 CQ+ 8H0

用已知浓度的KMn(标准溶液滴定C2O2-，由消耗KMnO勺量，便可计算出QO2- 的含量。

(3) 用高锰酸钾法测定铁含量

先用过量的Zn粉将Fe3+还原为Fe2 +，然后用KMnC标准溶液滴定Fe2+:

Zn+ 2 Fe3+= 2 Fe2++ Zn2+

5 Fe2+ + MnO + 8 H + = 5 Fe3++ M* + 4 H2Q