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三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备、表征及性质研究

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三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备、表征及性质研究
【实验目的】 1．学习三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及表征方法。 2．学习配合物的制备、表征到性质研究的全过程。【知识介绍】三草酸合铁(Ⅲ)酸钾 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O （分子量 491.2）为翠绿色单斜晶系晶体，易溶于水（ 0 ℃时， 4.7g/100g 水； 100 ℃时， 117.7g/100g 水），难溶于乙醇等有机溶剂。110℃下可失去全部结晶水，230℃时分解，550℃时的分解产物为 Fe2O3 和 K2CO3。三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备方法较多，常用硫酸亚铁铵与草酸反应制得草酸亚铁，然后在草酸钾溶液中用双氧水氧化草酸亚铁，得到三草酸合铁(Ⅲ)酸钾，这个路线制备的产品质量较好，但实验步骤多。本实验以三氯化铁为起始原料，在一定条件下直接与草酸钾反应制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾，过程比较简单，易操作，产品经过重结晶后，纯度较高。主要反应式如下： FeCl3 + 3K2C2O4 + 3H2O = K3[Fe(C2O4)3] ·3H2O + 3KCl 测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的各组分含量时，铁含量可选用磺基水杨酸比色法、高锰酸钾滴定法以及原子吸收分光光度法来确定；钾含量可采用原子吸收分光光度法、离子选择电极法及四苯硼钠重量分析
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来测定，本实验选用四苯硼钠法；草酸根含量由高锰酸钾氧化还原滴定法测定；结晶水含量由热重分析法确定。通过电导法可确定配离子的电荷数，进一步确定配合物的组成及在溶液中的状态。三草酸合铁(Ⅲ)酸钾对光敏感，易发生光化学反应，见光分解变为黄色： 2K3[Fe(C2O4)3]= 2FeC2O4(淡黄色)+3K2C2O4+2CO2 光化学反应是指在紫外光、可见光作用下发生的化学反应，也就是说光化学反应是由物质分子吸收光子后所引发的化学反应。分子吸收光子后，内部电子发生能级跃迁，形成不稳定激发态，然后进一步发生解离或其它反应。 [Fe(C2O4)3]3-配离子发生光化学反应的过程如下：在紫外光的照射下，一个[Fe(C2O4)3]3-配离子吸收一个光量子后，就产生一个活化的[Fe(C2O4)3]3-* 配离子，该活化配离子进一步完成离子内的电子转移，结果使中心离子 Fe3+ 还原为 Fe2+ ，配位体 C2O42-氧化为 CO2： 2[Fe(C2O4)3]3- + 2hν→ 2[Fe(C2O4)3]3-* → 2Fe2+ + 2CO2 + 5C2O42在水溶液中，Fe2+可再迅速氧化，反应式： 4Fe2+ + O2 + 4H+→4Fe3+ (aq) + 2H2O 在形成配合物后，由于配位体的静电 Fe3+离子具有 d5 电子构型，场作用，5 个简并的 d 轨道发生分裂。视配位环境和配位体性质改变，d 轨道的分裂情况也要变，5 个电子在这些分裂后的 d 轨道上的分布也就不会相同，所以会有完全不同的电子结构。配合物最终采
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取怎样的电子结构和立体结构，则决定于 d 轨道分裂能和整个配合物的配位场稳定化能的大小，也就是决定于配位体的配位场的强弱。八面体型的[Fe(C2O4)3]3-配离子属于高自旋，因为 C2O42-离子是弱场配位体，Δo 较小， d 电子将尽可能分占 t2g 和 eg 轨道且自旋平行，即中心离子 Fe3+的 5 个 d 电子排布采取 t2g3eg2 的结构，以使能量最低。由此， [Fe(C2O4)3]3-配离子中未成对电子数和自由离子一样，成为高自旋配合物，具有顺磁性。由于多数第一过渡系的金属离子磁矩只与未成对的电子数相关，而金属离子所含的未成对电子数的多少，又可判断配合物中金属离子的最外层电子结构及配合物是高自旋还是低自旋。因此，三草酸合铁 (Ⅲ)酸钾的中心离子 Fe3+的 d 电子结构及配合物是高自旋还是低自旋，可以由磁化率测定来确定。【仪器与试剂】酸式滴定管，100mL 容量瓶，500mL 容量瓶（每实验室 1 个），吸量管， 500mL 试剂瓶（1 个），可见分光光度计，电导率仪， TG-DTA 分析仪，红外光谱仪，原子吸收分光光度计，电子天平，紫外灯，坩埚，滤纸，广泛 pH 试纸。 K2C2O4·H2O(CP) ， Na2C2O4 (AR) ， KMnO4(CP) ， FeCl3(CP) ，硫酸铁铵(AR)，磺基水杨酸， 95%乙醇(CP)，浓硫酸(CP)，浓盐酸(CP)， KB(C6H5)4 饱和溶液，浓氨水(CP)，锌粉(AR)， 1％NaB(C6H5)4 溶液， 0.1%甲基红指示剂。
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【实验内容】一．三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备
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在 100 mL 烧杯中，加入 3.5g FeCl3 和 10 mL 去离子水，搅拌溶解。称取 12g K2C2O4·H2O 于另一只 100 mL 烧杯中，加入 30mL 去离子水，加热，在溶液近沸腾时逐滴加入所配制的 FeCl3 溶液并不断搅拌，直至溶液变成澄清翠绿色，冷却至室温后再用冰水浴冷却，析出翠绿色晶体，抽滤，得粗产品。将粗产品用去离子水重结晶，趁热过滤，将滤液冷却至室温后再用冰水浴冷却，待析晶完全后抽滤，将晶体先用少量冰水洗涤，再用 10mL 95%乙醇洗涤，尽量用滤纸吸干，室温下避光晾干后，称重，计算产率。二．配合物的红外光谱测定 KBr 压片法测定合配合物的 IR 谱图，并对相关的特征峰加以分析说明。三．配合物的热性质分析使用 TD-DTA 热分析仪，按照操作规程，测定配合物样品的 TG-DTA 曲线，升温速率：20oC/min；温度范围：室温～600℃。由 TG 曲线计算样品的失重率，结合 DTA 曲线，与各种可能的热分解反应的理论失重率相比较，分析产物的热性质并确定配合物中草酸根。及结晶水的含量（550℃的热分解产物是 Fe2O3 和 K2CO3）四．配合物中结晶水含量分析
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将洗净后的坩埚放烘箱中 110℃干燥 1h，然后放入干燥器中冷却至室温，称量。再在 110℃干燥 20min，再放入干燥器中冷却至室温，称量，直至恒重。称取 1g 左右配合物样品（称准至 0.0001g），放入已恒重的坩埚中， 110℃干燥 1h，然后放入干燥器中冷却至室温，称量。再在 110℃ 干燥 20min，再冷却，称量，直至恒重。根据称量结果，计算配合物样品的结晶水含量。五．0.05 mol·L-1 KMnO4 溶液的配制和标定（自拟实验方案）配制 300mL 0.05 mol·L-1 KMnO4 溶液，贮存于棕色瓶中，用 Na2C2O4 标定，备用。六．配合物中草酸根含量的 KMnO4 滴定法测定准确称取 0.5g 左右样品 2 份，分别放入 250mL 锥形瓶中，加入 30mL 蒸馏水和 10mL 3mol·L-1H2SO4，加热至 75~85℃，趁热用浓度为 0.05 mol·L-1 左右的 KMnO4 标准溶液进行滴定，滴定至溶液呈微红色，半分钟内不褪色即为终点。根据每份滴定样品的质量和用去的 KMnO4 标准溶液的体积，计算产物中 C2O42-含量。 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O 滴定后的两份溶液保留，用于铁含量的 KMnO4 滴定法测定。七．配合物中铁含量的测定 1．KMnO4 滴定法测定将 1g 锌粉加入到上述用 KMnO4 溶液滴定过的一份溶液中，加热 2~3 分钟，使 Fe3+离子全部还原为 Fe2+离子。抽滤，将滤出的过量
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锌粉用温水洗涤 2 次，合并滤液于 250mL 锥形瓶中，加 5mL 3mol·L-1H2SO4，用 KMnO4 标准溶液滴定至试液呈微红色在 30 秒内不消失，记下消耗 KMnO4 溶液的体积，计算产物中的铁离子含量。 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 按同样方法，平行滴定另一份测完草酸根含量的溶液。 2．可见分光光度法测定配合物中铁含量。在不同酸度下，Fe3+和磺基水杨酸（H2Sal）生成组成不同的配合物。若控制溶液酸度在 pH=8~11.5 的条件下显色，可生成配位数为 6 的黄色三磺基水杨酸合铁配离子，可用于可见分光光度法分析中 (最大吸收波长λmax=450nm)： Fe3+ + 3HSal[Fe(Sal)3]3- + 3H+
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品溶液的配制：精确称取 0.2g 左右干燥的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品溶于 50mL 去子水中，加 1mL1:1 盐酸后，在 100mL 容量瓶中定容。样品溶液中铁含量为 0.2~0.3mg·mL-1。为防止配合物见光分解，该溶液应保存在暗处。 0.100 mg·mL-1铁标准溶液的配制：准确称取 0.4317g 硫酸铁铵 [NH4Fe(SO4)2·12H2O] 于 100mL 烧杯中，加 30mL 去离子水和 3mL 浓 H2SO4溶液，搅拌溶解后定量转入500mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。标准曲线的制作：在 6 只 100mL 容量瓶中，用吸量管分别加入 0、2.00、4.00、6.00、8.00 和 10.00mL 0.100 mg·mL-1 Fe3+标准溶液，用去离子水稀释到约 50mL，加入 2.5mL 10％的磺基水杨酸，用 1:1
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的氨水中和至呈黄色，再注入 1mL1:1 氨水，用去离子水定容，摇匀。在分光光度计上，用 1cm 比色皿，在 450 nm 波长下，以试剂溶液为空白，测各试液的吸光度，绘制 A-C 工作曲线。铁含量的测定：以 4mL 样品溶液代替 Fe3+标准溶液，按同样的步骤和方法测定其吸光度，通过标准曲线得出样品溶液的浓度，并进而求出样品中 Fe3+的含量。 3．原子吸收分光光度法测定配合物中铁含量。试样溶液的制备：精确称取 0.2g 左右干燥的配合物样品溶于 50mL 去离子水中，加 1mL1:1 盐酸后，在 100mL 容量瓶中定容。吸取上述溶液 1.0mL，在 100mL 容量瓶中用去离子水稀释至刻度，此为样品溶液，保存在暗处，待作原子吸收用。标准比对溶液的制备：吸取 0.100mg·mL-1Fe3+标准溶液 10.00mL 于 100mL 容量瓶中，配制成为 0.01 mg·mL-1Fe3+标准溶液。分别向 5 个 50mL 容量瓶中加入 10mL6mol·L-1 盐酸溶液和 0、5、10、15 及 20 mL 0.01mg·mL-1 铁标准溶液，用去离子水定容后摇匀。容量瓶中相当于铁的质量分别为 0、0.05、0.10、0.15 和 0.20mg。校正仪器：将铁空心阴极灯安装在原子吸收分光光度计的灯座上，按仪器规定的操作步骤开动仪器接通电流并使电流稳定。根据仪器测定铁的条件，调节并固定波长 248.3 μm 后，然后调节电流、灵敏度、狭缝、燃烧头高度、燃气-助燃气比、气流速度以及吸入量等。吸收值测量：待仪器正常，火焰燃烧稳定后依次将标准比对溶液吸入火焰中，并测量每一个溶液的吸收值。测量时需以空白试验溶液
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作对照，调节仪器的吸收值为 0，然后测量其余标准比对溶液和试样溶液。在整个测量过程中，要注意保持仪器使用条件的恒定，每次测量之后要喷水通过燃烧器进行清洗。绘制标准曲线：以铁的质量（mg）为横坐标，以相应的吸收值为纵坐标绘制标准曲线。由标准曲线求出试样中铁的含量。八．配合物中钾含量的确定（四苯硼钠法）在微酸性溶液中，四苯硼钠与钾离子反应，生成组成确定、溶解度很小的白色晶态沉淀，成功地被应用于钾的测定，其反应为： K+ + NaB(C6H5)4 → KB(C6H5)4↓+ Na
＋
取 2g NaB(C6H5)4 溶于水并稀释至 200mL， 1％NaB(C6H5)4 溶液：转入棕色瓶中，放置过夜，使用前过滤。 KB(C6H5)4 饱和溶液：取 1g KB(C6H5)4 沉淀于 500mL 水中，强烈振荡，并放置过夜，使用前过滤。取一定量试样溶液（含 K+约为 2～20 mg）于 100 mL 烧杯中，加 0.1% 甲基红指示剂 1 滴，用 0.05 mol·L-1 HCl 或 0.05 mol·L-1NaOH 溶液调节至呈酸性，再加 1mL 1:100 HAc 溶液，用水（每 mg K+ 稀释至 50 mL, 在不断搅拌下，滴加 1％的 NaB(C6H5)4 试剂，并在 2 min 左右加完，沉约相当于 1.32 mL1% NaB(C6H5)4 试剂）淀放置 10 min，用 No.4 玻璃坩埚抽气过滤，并以 KB(C6H5)4 饱和溶液转移和洗涤沉淀。沉淀于 105～110℃烘干 30min，然后在干燥器中冷却至室温，精确称量，进而计算出试样中钾含量。九．电导法测定配离子的电荷
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电导就是电阻的倒数，用 G 表示，单位为 S（西门子）。溶液的
G
κ A L
电导是该溶液传导电流的量度。电导 G 的大小与两极间的距离 L 成反比，与电极的面积 A 成正比：
Λm
κ c
κ称为电导率或比电导（电阻率的倒数），单位为 S·m-1，表示长度 L
为 1m，截面积 A 为 1m2 时溶液的电导。即溶液电解质溶液的电导率κ随溶液中离子的数目不同而变化，的浓度不同而变化。因此，通常用摩尔电导率来衡量电解质溶液的导电能力。摩尔电导率Λm 与电导率κ及溶液浓度 c 的关系为：
Λm 的 SI 单位为 S·m2·mol-1，常用单位为 S·cm2·mol-1。
在稀的水溶液中，由Λm 的数值范围可确定电解质的离子数，进而确定配合物的电解质类型及配离子的电荷数。 25℃时，稀的水溶液中含不同离子数配合物时的Λm 范围：离子数电解质类型 2 1- 1 110~131 3 1-2 235~273 4 1-3 408~435 5 1-4 523~560
Λm /(S·cm2·mol-1)
配制 100mL 浓度为 1.0×10-3 mol·L-1 的配合物溶液，测定其溶液 25℃时的电导率并计算出摩尔电导率，判断配合物的电解质类型。 10．配合物的分裂能测定取少量配合物样品于小烧杯中，用蒸馏水水溶解。在分光光度计
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上，用 1cm 比色皿，以蒸馏水为参比液，在波长 400~700 nm 范围，测定配合物溶液的吸光度 A，以吸光度 A 为纵坐标，波长 λ（nm）为横坐标作图，画出 A-λ吸收曲线，找出最大吸收峰位置，根据最大吸收波长，计算出配体的分裂能 Δo 值。 11．配合物的稳定性研究取适量配合物水溶液，滴加浓 HNO3，比较滴加浓 HNO3 前后溶液的可见光谱变化。取适量配合物水溶液于紫外灯下照射，不同时间取样，比较紫外光照射前后的可见光谱的变化。解释说明配合物水溶液滴加浓 HNO3 及紫外光照射后的可见光谱变化原因。 12．配合物的磁化率测定采用古埃磁天平法测定，自己拟定方案，自行测定。【结果和讨论】自行设计实验记录表格，归纳和分析实验结果，并加以讨论。
附： 1．KMnO4 溶液配制与标定的相关知识 KMnO4（相对分子质量158.03）常温下为紫黑色片状晶体，是一种常见的强氧化剂，在酸性溶液中还原产物为Mn2+，在碱性溶液，在中性环境下还原中还原产物一般为墨绿色的锰酸钾（K2MnO4）产物为MnO2。纯的KMnO4溶液相当稳定，但由于KMnO4 固体试剂
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中常含有少量MnO2和其它杂质，而且蒸馏水中也常含有微量的还原性物质，它们可与 KMnO4 反应慢慢析出 MnO(OH)2 沉淀，MnO2 和MnO(OH)2 又进一步促进KMnO4 的分解，因此，KMnO4 标准溶液一般用标定法配制。以KMnO4标准溶液作滴定剂测定试样中被测物含量的滴定分析方法，称为KMnO4法。利用KMnO4溶液进行滴定分析时，通常是在 0.5~1 mol·L-1的H2SO4溶液中进行，此时MnO4-被还原为Mn2+，可利用MnO4-离子的自身颜色(可被察觉的最低浓度约为2×10-6 mol·L-1) 指示终点（称为自身指示剂）。KMnO4滴定终点不太稳定，这是由于空气中含有还原性气体及尘埃等杂质，能使KMnO4慢慢分解，而使微红色消失，若经过半分钟不褪色，即可认为已经到达终点。由于 KMnO4溶液颜色深，滴定管弯月面看不清楚，读数时应读液面最高处平面。（1）通常称取稍多于理配制KMnO4 溶液时，应注意以下几点：（ 2）配制的KMnO4 溶液论量的KMnO4溶解在规定体积的蒸馏水中；必须加热近沸，并保持微沸1h后，冷却（最好放置2~3天，使各种还（ 4）原性物质完全氧化）；（ 3）用微孔玻砂漏斗过滤，滤去MnO2沉淀。 KMnO4 易见光分解： 2KMnO4 → K2MnO4+MnO2+O2 ，配制好的 KMnO4 溶液应储存在棕色瓶里，并置于暗处待标定。可以用作标定 KMnO4 溶液的基准物质很多，如 Na2C2O4 、 H2C2O4·2H2O 、纯铁丝等。例如在 0.5~1 mol·L-1H2SO4 溶液中用 Na2C2O4标定时，MnO4-与C2O42-的反应如下：
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2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
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根据反应的计量关系及所用相关试剂的物质的量，可求出KMnO4溶液的标准浓度。需将溶液加热，但温度不室温下KMnO4与C2O42-反应速度缓慢，能太高，否则引起H2C2O4分解：H2C2O4 → CO2↑+ CO↑+ H2O，反应适宜温度为75～85℃。趁热用待标定的KMnO4溶液进行滴定， Mn2+具有催化作用，开始时滴定速度应缓慢，待溶液中产生Mn2+后，反应速度加快，但滴定时仍必须是逐滴加入KMnO4溶液，若滴定速度过快，过多的 KMnO4 会在热的酸性溶液中发生分解： 4MnO4+4H+=4MnO2+2H2O+3O2↑。 2．磺基水杨酸与Fe3+的显色反应磺基水杨酸（分子量254.21）的化学名称为2-羟基-5-磺基苯甲酸，因其分子中含有两个酸基: -SO3H和-COOH，通常简写为H2Sal。在可见分光光度法中，H2Sal常用作的Fe3+离子显色剂，其酚基氧和羧基氧与Fe3+配位，不同酸度下形成不同配比的有色配离子。由于在水溶液中-SO3H完全离解为-SO3-，故水溶液中的显色反应可写为： Fe3+ + nHSal[Fe(Sal)n]3-2n + nH+
3-2n SO3O H n
O O Fe3+
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不同酸度下Fe3+与H2Sal形成不同配比的配离子：溶液酸度 pH=1.8~2.5 pH=4~8 pH=8~11.5 配比 1:1 1:2 1:3 组成 Fe(Sal)+ Fe(Sal)2Fe(Sal)33颜色紫红色棕褐色黄色
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【思考题】 1．制备K3[Fe(C2O4)3] ·3H2O时，如果FeCl3过量或K2C2O4·H2O 过量，将会产生什么问题？如果酸度过强或遇光照，会产生什么问题？ 2．制备 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 时，是在充分搅拌下将 FeCl3 溶液逐滴加入到近沸的 K2C2O4 溶液中，如果一次性倒入 FeCl3 溶液或反过来将 K2C2O4 溶液加入到 FeCl3 溶液中，将可能产生什么问题？ 3．配制和标定 KMnO4 标准溶液时应注意哪些问题？用 KMnO4 法滴定完配合物样品中的草酸根离子后，利用锌粉使溶液中 Fe3+离子全部还原为 Fe2+离子，再用 KMnO4 法继续滴定 Fe2+离子。问：锌粉会不会将溶液中的 Fe3+还原为 Fe？为什么？ 4．在分光光度法中，测定A-C工作曲线时，适宜的吸光度范围是多少？吸光度过大或过小有什么问题？入射光波长为何选用 λmax？ 5．电导法测定配合物电解质的摩尔电导率有什么作用？
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三草酸合铁酸钾

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备及组成测定实验目的 1．了解配合物组成分析和性质表征的方法和手段。 2．用化学分析、热分析、电荷测定、磁化率测定、红外光谱等方法确定草酸根合铁（Ⅲ）酸钾组成，掌握某些性质与有关结构测试的物理方法。实验原理三草酸合铁（Ⅲ)酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为翠绿色单斜晶体，溶于水[溶解度：4.7g/100g(0℃),117.7g/100g(100℃)]，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]·3H2O=3K2C2O4 + 2FeC2O4 + 2CO2↑+ 6H2O 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，例如以铁为原料制得硫酸亚铁铵，加草酸钾制得草酸亚铁后经氧化制得三草酸合铁(III)酸钾；以硫酸铁与草酸钾为原料直接合成三草酸合铁(III)酸钾；以三氯化铁与草酸钾直接合成三草酸合铁(III)酸钾；本实验采用硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁经氧化结晶得三草酸合铁(III)酸钾。 (NH4)Fe(SO4)2·6H2O+H2C2O4→FeC2O4·2H2O(s,黄色)+（NH4） SO4+H2SO4+4H20 2 6FeC2O4·2H2O+3H2O2+6K2C2O4→4K3[Fe(C2O4)3]·3H2O+2Fe(OH)3(s) 加入适量草酸可使Fe(OH)3转化为三草酸合铁（Ⅲ)酸钾： 2 Fe(OH)3+ 3 H2C2O4+3 K2C2O4→2 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 加入乙醇，放置即可析出产物的结晶。要确定所得配合物的组成，必须综合应用各种方法。化学分析可以确定各组分的质量分数，从而确定化学式。配合物中的金属离子的含量一般可通过容量滴定、比色分析或原子吸收光谱法确定，本实验配合物中的铁含量采用磺基水杨酸比色法测定。配体草酸根的含量分析一般采用氧化还原滴定法确定（高锰酸钾法滴定分析）；也可用热分析法确定。红外光谱可定性鉴定配合物中所含有的结晶水和草酸根。用热分析法可定量测定结晶水和草酸

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、实验原理长江大学工程技术学院化学工程系实验教学教案用纸 (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。长江大学工程技术学院化学工程系实验教学教案用纸（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

三草酸合铁(III)酸钾的制备、性质和组成分析

三草酸合铁（III）酸钾的制备、性质和组成分析（设计性实验）姓名：小土豆实验日期：2012-11-05

三草酸合铁（III）酸钾的制备、性质和组成分析引言：三草酸合铁（III）酸钾合成工艺有多种，例如，可采用氢氧化铁和草酸氢钾反应；也可用硫酸亚铁铵与草酸反应得到草酸亚铁，再在过量草酸根存在下用过氧化氢氧化。 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为亮绿色晶体，溶于水（0℃时4.7g/100g水，100℃时117.7g/100g 水），难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110℃失去结晶水，230℃分解。该配合物对光敏感；可进行下列光反应： 2 K3[Fe(C2O4)3] 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2 因此，在实验室中可用碱草酸根含铁（III）酸钾作成感光纸；进行感光实验。另外，由于它具有光的化学性质，能定量进行化学反应，常用作化学光量计材料。一、实验目的 1.掌握三草酸合铁（III）酸钾的制备方法。 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。 4.学习用高锰酸钾法测定C2O2-4与Fe3+的原理和方法。二、实验原理本实验采用三氯化铁和草酸钾直接反应制备。 FeCl3 +3K2C2O4== K3[Fe(C2O4)3] +3KCl 用稀H2SO4可使三草酸合铁﹝III﹞酸钾分解产生Fe3+和C2O42-，用高锰酸钾标准溶液滴定试样中的C2O2-4，此时Fe3+不干扰测定，滴定后的溶液用锌粉还原。 2Fe3+ +Zn==Zn2+ +2Fe2+ 过滤除去过量的锌粉，使用高锰酸钾标准溶液滴定Fe2+通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积及浓液计算得到C2O42-和Fe3+的含量。 5Fe2+ + MnO4- + 8H+==5Fe3+ +Mn2+ +4H2O 三、主要仪器和试剂台秤,抽滤瓶,布氏漏斗循环水泵,棕色容量瓶,烧杯,量筒,草酸钾(K2C2 O4 H2O,化学纯),三绿化

三草酸合铁酸钾的合成与组成测定(王靖翔)

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾合成与组成测定实验报告实验员：王靖翔班级：环工1401 学号：1100314128 同组成员：解昊，陆海亮 2016年6月13日—2016年6月17日

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾合成与组成测定 1、前言 1.1实验原理[1] 本实验用Fe与H2SO4反应生成Fe SO4，加入(NH4)2SO4,使之形成较稳定的复盐硫酸亚铁铵(NH4)2Fe (SO4)2·6H2O。 Fe + H2SO4(稀) === Fe SO4 + H2↑ Fe SO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O === (NH4)2Fe (SO4)2·6H2O(浅绿色晶体) 用(NH4)2Fe (SO4)2· 6H2O与H2C2O2作用生成Fe C2O2，再用H2O2氧化后制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。采用重量分析法分析试样中结晶水的含量；用KMnO4作氧化剂，采用氧化还原滴定法测定试样中C2O22-和Fe3+的含量；并用分光光度法测定Fe的含量，比较不同方法的结果。采用电导率法测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的解离类型。 1.2物质性质硫酸亚铁铵(NH4)2Fe (SO4)2·6H2O：俗名为莫尔盐、摩尔盐，简称FAS，相对分子质量392.14，蓝绿色结晶或粉末。对光敏感。

在空气中逐渐风化及氧化。溶于水，几乎不溶于乙醇。低毒，有刺激性。草酸亚铁Fe C2O2·H2O：是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解。三草酸合铁(Ⅲ)酸钾K3［Fe（C2O4）3］·3H2O:为翠绿色单斜晶体，溶于水，（0℃时，4.7g-100g水；100℃时117.7-100g水），难溶于乙醇。110℃下失去三分子结晶水而成为，230℃时分解。该配合物对光敏感，光照下即发生分解。 2、实验内容 2.1仪器与药品 2.1.1仪器[1]：电热恒温鼓风干燥箱（DGG-9070B型上海森信实验仪器有限公司），冰箱，抽滤瓶，布氏漏斗，真空泵（SHB—III 郑州长城科工贸有限公司），分析天平(FA1004 上海精科天平)，电子天平（SPS202F 奥豪斯国际贸易有限公司），恒温水浴锅（HH·S 1-2S 上海跃进医疗机械厂），红外灯，分光光度计(721 上海精密科学仪器有限公司），干燥器，电导率仪(STARTER 3100C 奥豪斯仪器有限公司)，比色皿，吸量管，烧杯，锥形瓶，温度计，玻璃漏斗，移液管，洗瓶，洗耳球，容量瓶，酸式滴定管，量筒，滴瓶，试剂瓶，称量瓶。 2.1.2试剂[1]： H2SO4(AR)，H2C2O4(AR)，KMnO4(AR)，（NH4)2SO4(CP)，

三草酸合铁酸钾的制备和性能测试实验报告

. 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的二步法合成与表征研究姓名： KITTY 学号： XXXXXXXX 学院：化学与材料工程学院专业：高分子材料与工程班级：材料XXX班同组成员：XXXXXXXX

0 前言三草酸合铁酸钾的制备原理用Fe与H2SO4反应生成FeSO4，加入(NH4)2SO4，使之形成较稳定的复盐硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，用(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O与H2C2O4作用生成FeC2O4，再用H2O2氧化后制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体。重量分析法测定水含量的原理结晶水是水和结晶物中结构内部的水，加热至一定温度后即可失去。K3Fe (C2O4)·3H2O加热至100℃时失去全部结晶水，230℃时分解。任何物质在空气中放置都会有少量吸湿水，为保证全部结晶水的失去，本实验在110℃左右烘干吸湿水。称取一定质量的试样，在110℃下加热到温度不再改变为止，试样减少质量就是水的质量。高锰酸钾连续滴定法测C2O42-和Fe3+含量的原理 (1)测定草酸根含量 MnO4-与C2O42-的反应是自动催化反应，反应开始速度较慢，随着反应的进行，不断产生Mn2+，由于Mn2+的催化作用使反应速率加快。因此，滴定速度应先慢后快，尤其是开始滴定时，滴定速度一定要慢，在第一滴KMnO4紫红色没有褪去时，不要加入KMnO4第二滴溶液，否则过多的KMnO4溶液来不及和H2C2O4反应，而在热的酸性溶液中分解：4MnO4-+12H+ ==4Mn2++5O2↑+6H2O。 KMnO4本身具有紫红色，是“自身”指示剂，因此，在滴定无色或浅色溶液时，不需要另外加指示剂，可利用KMnO4自身的颜色指示滴定终点。 (2)测定铁离子含量 MnO4-与Fe2+反应，用锌粉将样品中的Fe3+还原成二价，则用高锰酸根与Fe2+

三草酸合铁酸钾的制备讲义

三草酸合铁酸钾的制备一、实验目的 1．掌握用自制(NH4)2Fe(SO4)2合成K3Fe[(C2O4)3]·3H2O的基本原理和操作技术； 2．加深对Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)化合物性质的了解。 3. 掌握确定化合物化学式的基本原理及方法； 4. 学习热重、差热分析、磁化率测定、红外光谱分析的操作技术； 5. 通过综合性实验的基本训练，培养学生分析与解决复杂问题的能力。二、实验原理 1.三草酸合铁（III）酸钾的性质与制备（1）性质：三草酸合铁（III）酸钾（含三个结晶水）为翠绿色的单斜晶体，易溶于水（溶解度0℃，4.7g/100g；100℃，117.7g/100g），难溶于乙醇。110℃下可失去全部结晶水，230℃时分解。此配合物对光敏感，受光照射分解变为黄色。因其具有光敏性，所以常用来作为化学光量计。另外它是制备某些活性铁催化剂的主要原料，也是一些有机反应良好的催化剂，在工业上具有一定的应用价值。（2）制备：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： (NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O = FeC2O4·2H2O↓+ (NH4)2SO4 + H2SO4 2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 ===2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 2.产物的定性分析

(1)化学分析鉴定： K + 离子与酒石酸氢钠溶液产生白色沉淀； Fe 3+与KSCN 溶液混合，生成[Fe （NCS ）n ] 3-n 配离子，呈血红色，而[Fe(C 2O 4)3]与KSN 溶液无现象。 (2)红外光谱鉴定： C 2 O 4 2-及结晶水通过红外光谱分析。结晶水的吸收带在3550—3220/ cm -1 之间，一般在3450/ cm -1 附近。 C 2O 42- 最常见的为双齿配位形成的螯合物。 3、产物的定量分析目的：通过定量分析可以测定各组分的质量分数，各离子、基团的个数比，再根据定性实验得到的对配合物内外界的判断，从而可推断出产物的化学式。 (1) 结晶水的含量（重量分析法）已知质量的产品 110℃下干燥脱水脱水后再称量计算结晶水的含量 (2) 草酸根的含量（氧化还原滴定法） 2245C O - +42MnO -+16H + →10CO 2↑+2Mn 2+ + 8H 2O (3) 铁的含量（氧化还原滴定法） 2Fe 3++Zn →2Fe 2++Zn 2+ 5Fe 2+ +4MnO - +8H + →5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2O (4) 钾的含量（差量法） 1-(结晶水)%-Fe%- C 2O 42-% 4、产物的表征

三草酸根合铁(III)酸钾的制备性质和组成分析

综合实验三草酸根合铁（川）酸钾的制备、性质和组成分析（综合性实验）一、实验目的 1?掌握三草酸根合铁（III）酸钾的制备方法。 2. 熟悉化学分析、热分析、电导率测定等方法在化合物组成分析中的应用。 3?了解三草酸根合铁（III）酸钾的光化学性质。二、实验原理三草酸根合铁（III）酸合成工艺有多种，例如，可采用氢氧化铁和草酸氢钾反应；也可用硫酸亚铁铵与草酸反应得到草酸亚铁，再在过量草酸根存在下用过氧化。本实验采用三氯化铁和草酸钾直接反应制备。 K3[Fe（C2O4）3] 3出0为亮绿色晶体，溶于水（0°C时4.7g/100g水，100C时117.7g/100g水），难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110C失去结晶水，230C分解。该配合物对光敏感；可进行下列光反应： 2 K3[Fe（C2O4）3] = 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2t 因此，在实验室中可用碱草酸根含铁（III）酸钾作成感光纸，进行感光实验。另外，由于它具有光的化学性质，能定量进行化学反应，常用作化学光量计材料。用稀H2SO4可使三草酸根合铁（III）酸钾分解产生Fe3+和C2O4，用高锰酸钾标准溶液滴定试样中的C2O^4-。此时Fe3+不干扰测定滴定后的溶液用锌粉还原。为过滤除去过量的锌粉，使用高锰酸钾标准溶液滴定Fe2+通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积及浓液计算得到C2O4-和Fe3+的含量。用电导体测定配合物的摩尔电导体Km可确定阴，阳离子数目之比，从而确定配合物离子的电荷数，进一步确定化学式和原子结合的方式三、主要仪器和试剂天平，台秤，电导率仪，抽滤瓶，布氏漏斗循环水泵，棕色容量瓶，烧杯，量筒蒸发皿。草酸钾（K2C2O4 ? H2O,化学纯）,三氯化铁（FeCb ? 6H2O,化学纯）,

三草酸合铁酸钾的制备

6.4 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备和组成测定一、实验目的 1．掌握合成K3Fe [(C2O4)3]·3H2O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．练习容量分析等基本操作。二、实验原理三草酸合铁(Ⅲ)酸钾，化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，为绿色单斜晶体，溶于水，难溶于乙醇，在110°C下失去三个结晶水分子成为K3[Fe(C2O4)3]，230°C 时分解。三草酸合铁(Ⅲ)酸钾对光敏感，光照下即发生分解。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，也是一些有机反应很好的催化剂，因而具有工业生产价值。本实验通过两步合成方法制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。首先，以硫酸亚铁铵为原料，与草酸在酸性溶液中反应制备草酸亚铁；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，得到三草酸合铁(Ⅲ)配合物。主要反应为: (NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O ══FeC2O4·2H2O↓+ (NH4)2SO4 + H2SO4 6FeC2O4·2H2O + 3H2O2 + 6K2C2O4 ══2K3[Fe(C2O4)3] +Fe(OH)3↓+12H2O 2Fe(OH)3 + 3H2C2O4 + 3K2C2O4══ 2K3[Fe(C2O4)3] + 6H2O K3[Fe(C2O4)3] 由于溶于水而存在于溶液中，加入极性较小的溶剂（如乙醇）），可析出三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的绿色单斜晶体。并加少量盐析剂（如KNO 3 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾中配离子的组成可以通过化学分析确定。在酸性介质中用KMnO4标准溶液滴定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾溶液，可测得其草酸根的含量；Fe3+含量可先用过量锌粉将其还原为Fe2+，然后再用KMnO4标准溶液滴定而测得，其反应式为： 5C2O42? + 2MnO4? + 16H+ + 2MnO4?══10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O 5Fe2+ + MnO4? + 8H+ ══5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 根据组成分析结果，结合配合物内外界实验结果，确定该化合物的化学式。三、实验用品普通天平、分析天平、抽滤装置、烧杯（250、100 mL）、电磁加热搅拌器、移液管（25 mL）、容量瓶（50 mL、100 mL）、锥形瓶（250 mL）

三草酸合铁酸钾的制备

三草酸合铁(III)酸钾的制备及组成分析第一部分合成一、实验目的 ?通过学习三草酸合铁(III)酸钾的合成方法，掌握无机制备的一般方法。 ?学习用高锰酸钾法测定C 2 O 42-与Fe 3+ 的原理和方法。 ?综合训练无机合成、滴定分析的基本操作，掌握确定化合物组成的原理和方法。二、实验原理 ? 三草酸合铁(III)酸钾，即K 3 [Fe(C 2 O 4)3 ]?3H 2 O ，为绿色单斜晶体，溶于水，难溶于乙醇。 110oC 下失去三分子结晶水而成为K 3[Fe(C 2O 4)3] ，230oC 时分解。该配合物对光敏感，光照下即发生分解。 ? 合成三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线合成三草酸合铁(III)酸钾的工艺路线有多种。 1 以铁为原料制得硫酸亚铁铵，加草酸钾制得草酸亚铁后经氧化制得三草酸合铁(III)酸钾； 2 以硫酸铁与草酸钾为原料直接合成三草酸合铁(III)酸钾； 3 以三氯化铁与草酸钾直接合成三草酸合铁(III)酸钾； 4 本实验采用硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁经氧化结晶得三草酸合铁(III)酸钾。 ? 合成原理总反应式为：三、仪器和试剂 ? 仪器：托盘天平，分析天平，烧杯（100mL ，250mL ），量筒（10mL ，100mL ），长颈漏斗，布氏漏斗，抽滤瓶，表面皿，称量瓶，干燥器，烘箱，锥形瓶（250mL ），酸式滴定管50mL ）。 ? 试剂：FeSO 4 （s ），1mol ?L -1 H 2SO 4溶液，1mol ?L -1H 2C 2O 4溶液，饱和K 2C 2O 4溶液，3%H 2O 2 溶液，MnSO 4滴定液，6mol ?L -1 HCl 溶液，15%SnCl 2溶液，2.5%Na2WO 4溶液，6%TiCl 3溶液，0.4%CuSO 4溶液，0.01mol ?L-1KMnO 4标准滴定溶液（自行配制和标定）。四、实验方法 ?(1)溶解在托盘天平上称取4.0g FeSO 4 ?7H 2O 晶体，放入250mL 烧瓶中，加入1mol ?L -1 H 2SO 1mL ，再加入H 2O15 mL ，加热使其溶解。 ? (2)沉淀在上述溶液中加入1mol ?L -1H 2C 2O 4 20mL ，搅拌并加热煮沸，使形成FeC 2O 4?2H 2O 黄色沉淀，用倾泻法洗涤该沉淀3次，每次使用25mLH 2O 去除可溶性杂质。 ?(3)氧化在上述沉淀中加入10 mL 饱和K 2C 2O 4溶液，水浴加热至40o C ，滴加6% H 2O 2溶液10mL ，不断搅拌溶液并保持温度在40 o C 左右，使Fe （II ）充分氧化为Fe （III ）。滴加完后，加热溶液至沸以去除过量的H 2O 2。 ?(4)生成配合物保持上述沉淀近沸状态，先加入1mol ?L -1 H 2C 2O 45mL ，然后趁热滴加 1mol ?L -1 H 2C 2O 42~3 mL 使沉淀溶解，溶液的pH 值保持在4~5，此时溶液呈翠绿色，趁热将溶液过滤到一个150mL 烧杯中，并使滤液控制在30mL 左右，冷却，8mL 乙醇，放置（过夜）、结晶、抽滤至干即得三草酸合铁(III)酸钾晶体。称量，计算产率，并将晶体置于干燥器内避光保存。

草酸根合铁酸钾的制备和表征

实验名称：草酸根合铁(Ⅲ)酸钾的制备及表征草酸合铁（Ⅲ）酸钾是制备负载型活性铁催化剂的主要原料，也是一些有机反应很好的催化剂，因而具有工业生产价值。它是光敏物质，受光照射分解变成黄色。三草酸根合铁（III）酸合成工艺有多种，例如，可采用氢氧化铁和草酸氢钾反应；也可用硫酸亚铁铵与草酸反应得到草酸亚铁，再在过量草酸根存在下用过氧化氢。K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为亮绿色晶体，溶于水（0℃时4.7g/100g水，100℃时117.7g/100g水），难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110℃失去结晶水，230℃分解。 XRD即X-ray diffraction的缩写，X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。本实验通过XRD对产品草酸根合铁（III）酸钾进行表征。一．实验目的 1. 掌握草酸根合铁（III）酸钾的制备方法和性质。 2. 理解制备过程中化学平衡原理的应用，练习并掌握溶解、沉淀、过滤、结晶、洗涤等基本操作。 3．对所制备的产品进行分析表征，通过综合实验的基本训练，培养学生分析与解决复杂问题的能力。二．实验原理目前，合成草酸根合铁（III）酸钾可由三氯化铁和草酸钾反应制得： FeCl3＋3K2C2O4·H2O=K3[Fe(C2O4)3]·3H2O＋3KCl 要确定所制得配合物的组成，必须综合运用各种表征方法。化学分析可以确定各组分的百分含量，从而确定分子式。配合物中的金属离子一般可通过容量测定、比色分析或原子吸收光谱确定其含量。钾离子含量还可采用离子选择电极测定。 X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。

三草酸合铁酸钾的制备

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备和性质三草酸合铁（Ⅲ）酸钾，即K3Fe[(C2O4)3]·3H2O，为绿色单斜晶体，溶于水，难溶于乙醇。110℃下失去三分子结晶水而成为K3Fe[(C2O4)3]，230℃时分解。该配合物对光敏感，光照下即发生分解。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，也是一些有机反应很好的催化剂，因而具有工业生产价值。【实验目的】 1. 掌握合成K3Fe[(C2O4)3]·3H2O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【实验原理】目前，合成三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的工艺路线有多种。例如，可以铁为原料制得硫酸亚铁胺，加草酸钾制得草酸亚铁后经氧化制得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾；或以硫酸亚铁加草酸钾形成草酸亚铁经氧化结晶得三草酸合铁（Ⅲ）酸钾，亦可以三氯化铁或硫酸铁与草酸钾直接合成三草酸合铁（Ⅲ）酸钾。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。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。反应式为： (NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O = FeC2O4·2H2O↓ + (NH4)2SO4 + H2SO4 2 FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 = 2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 【实验步骤】 1. 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备（1）草酸亚铁的制备称取1.0 g硫酸亚铁铵固体放在100 mL烧杯中，然后加3 mL蒸馏水和1滴3 mol·L-1 H2SO4，加热溶解后，再加入5 mL饱和草酸溶液，加热搅拌至沸，然后迅速搅拌片刻，防止暴沸。停止加热，静置。待黄色晶体FeC2O4·2H2O沉淀后，倾析弃去上层清液，加入4 mL 蒸馏水洗涤晶体，搅拌并温热，静置，弃去上层清液，再加入4 mL蒸馏水，反复洗涤，直至洗净为止，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K2C2O4溶液2 mL，313 K下水浴加热，恒温下边搅拌边缓慢滴加4 mL 3% H2O2溶液，沉淀转为深棕色。边加边搅拌，加完后，检验Fe(II)是否完全

三草酸合铁酸钾的制备与测定上课讲义

姓名学号班级三草酸合铁酸钾的制备与测定一、实验目的 1、有助于提高学生的综合实验能力, 而且可以提高学生对于化学实验的兴趣。 2、掌握制备过程中的称量、水浴加热控温、蒸发、浓缩、结晶、干燥、倾析、常压、减压过滤等系列化学基本操作。 3、加深对铁（III）和铁（II）化合物性质的了解； 4、掌握定量分析等基本操作。二、实验原理（1）三草酸合铁酸钾的制备首先由硫酸亚铁铵与草酸反应制备草酸亚铁： (NH 4) 2 Fe(SO 4 ) 2 + 2H 2 O＋H 2 C 2 O 4 = FeC 2 O 4 ·2H 2 O↓＋(NH 4 ) 2 SO 4 ＋ H 2 SO 4然后在过量草酸根存在下，用过氧化氢氧化草酸亚铁即可得到三草酸合铁（Ⅲ）酸钾，同时有氢氧化铁生成： 6FeC 2O 4 ·2H 2 O＋3H 2 O 2 ＋6K 2 C 2 O 4 = 4K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]＋ 2Fe(OH) 3 ↓＋12H 2 O, 加入适量草酸可使Fe(OH)3转化为三草酸合铁（Ⅲ）酸钾配合物： 2Fe(OH) 3＋3H 2 C 2 O 4 ＋3K 2 C 2 O 4 = 2K 3 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ]+ 6H 2 O （2）三草酸合铁酸钾的测定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。Fe3+含量可先用过量锌粉将其还原为Fe2+，然后再用高锰酸钾标准溶液滴定而测得，其反应式为 2MnO 4-+5C 2 O 4 2-+16H+＝2Mn2++10CO 2 +8H 2 O 5Fe2++MnO 4-+8H+＝5Fe3++Mn2++4H 2 O 三、仪器和试剂仪器：托盘天平、恒温水浴、酸式滴定管、分析天平、常用玻璃仪器、滤纸、电炉试剂：硫酸亚铁铵晶体、3mol/LH2SO4溶液、饱和H2C2O4溶液、饱和K2C2O4溶液、6％H2O2溶液、1mol/L硫酸溶液、去离子水、KMnO4溶液、草酸钠、锌粉

三草酸合铁酸钾的制备

“三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备”实验指导注意事项： 1.本实验分为两部分（制备实验及测试实验），制备实验当天得不到产物，需隔周取得产物后再进行测试实验。 2.配合物制备实验借100mL小烧杯1只（贴上标签）。 3.示范倾泻法洗涤沉淀。（为了防止倾泻时有过多的沉淀倒出，可将倾泻液转入另一个小烧杯中，待三次倾泻液总和后，若有较多的倾泻出的沉淀，可将其内的沉淀与洗涤后的沉淀合并） 4.第二步骤“沉淀”中，加入H2C2O4后，需搅拌并加热沸腾，此时因已生成黄色的 FeC2O4·2H2O沉淀，不易观察到溶液沸腾。大约加热5min后，可看到沉淀不断往上蹦，即可。 5.第三步骤“氧化”中，水浴温度加热至40℃，控制反应体系（烧杯内）的温度不能超过 40℃，且需使烧杯内温度近40℃时才可滴加H2O2（温度过低也不利于H2O2的氧化）；控制H2O2的滴加速度（需滴加几滴，再搅拌一会儿），20mL H2O2不能在10min内滴加完毕，控制滴加速度在10~15min。滴加完毕后再持续搅拌2~3min（使氧化过程进行得更完全），随后，从水浴中取出烧杯并隔着石棉网直接加热溶液至沸（目的：分解未反应完毕的H2O2）。注意：H2O2分解的小气泡与溶液沸腾的气泡的区别，以免未至溶液沸腾即停止加热，而使未完全分解的H2O2带入下一步使H2C2O4氧化分解。故溶液沸腾后（该沸腾现象也不易观察，参照上述4中含有沉淀的溶液沸腾状态的观察），再维持1min左右的时间，以利H2O2分解完全。 6.第四步骤“生成配合物”，可能会出现以下几种情况： ①先加7mL 1 mol·L-1 H2C2O4，若深褐色的Fe(OH)3沉淀完全溶解了，也无下列第③ 种情况，即可直接转入第④步。 ②若加入7mL 1 mol·L-1H2C2O4后深褐色沉淀仍未完全溶解，可继续加入1~2mL 1 mol·L-1H2C2O4直至沉淀溶解（可能是上一步H2O2未完全除尽，将H2C2O4部分分解了）。若无下列第③种情况，即可直接转入第④步。 ③若此时深褐色沉淀已完全溶解但溶液底部却有少量黄色沉淀（原因是上一步氧化时，H2O2滴加速度过快，致使FeC2O4未完全氧化为Fe(OH)3），需趁热减压抽滤（该操作步骤已在实验一中讲解并已练习，可不讲解），去除黄色沉淀。注意，此时抽滤需要的是滤液，故抽滤前需将抽滤瓶及布氏漏斗彻底洗净，并特别注意倒吸，以免全功尽弃。（若此时溶液底部无黄色沉淀，此抽滤步骤可省略） ④再加入1~2mL 饱和K2C2O4使溶液颜色转变为翠绿色，此时无需再测溶液的pH 值。根据以往的经验，以上四种情况基本上涵盖了该配合物生成最后一步可能出现的状况，故可参照该指导书步骤，不用书上的实验步骤。 7.完成以上第6要点后，将溶液转入100mL小烧杯中，若液面超过30mL需加热蒸发溶液至30mL左右，冷却后，贴上标签，交给老师登记，以便打分。

.三草酸合铁酸钾的制备与分析

实验教学教案用纸（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C2H5OH（ω为0.95和0.5）、KMnO4标准溶液（0.02mol?L-1）、(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O（s）、Zn粉四、实验步骤（一）三草酸合铁的制备称取6gFe屑放入锥形瓶中，加20mL20%Na2CO3溶液，小心加热10min，用H2O洗涤2~3次，再加25mL6mol·L－1H2SO4溶液，水浴加热至几乎不 [1]。水温应控制在80~90℃，反应过程中要适当补加H [2]。趁热过滤，冷却 2O，以保持原体积结晶，抽滤至干，称量称取4g自制的FeSO4·7H2O晶体放入烧杯中，加15mLH2O和1m L3mol·L－1H2SO4溶液，加热溶解，再加25mL1mo1·Ｌ－１H2C2O4溶液，搅拌并加热至沸，静置得FeC2O4·2H2O 沉淀，倒出上层清液，加20mL蒸馏水，搅拌并温热，静置后倾出上层在上述沉淀中加入10mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40℃,缓慢滴加20mL3%H2O2 溶液，搅拌并保温在40℃左右[此时有Fe（OH）3沉淀产生]。滴完加至沸，再加8mL1mol·L－1H2CO4（先加5m L，然后慢慢滴加其余3m L），并一直保持溶液至沸。趁热过滤[3]，在滤液中加10m L95%C2H5OH，温热使可能生成的晶体溶解。冷却结晶，抽滤至干[4]，称量。晶体置干燥器内避光保存。

二草酸根合铜(Ⅱ)酸钾的制备与组成分析.

实验四二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾的制备与组成分析东华大学化工生物学院董振泉 1 实验目的 a ）进一步掌握溶解、沉淀、吸滤、蒸发、浓缩等基本操作。 b ）制备二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾晶体。 c ）确定二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾的组成。 2 实验原理二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾的制备方法很多，可以由硫酸铜与草酸钾直接混合来制备，也可以由氢氧化铜或氧化铜与草酸氢钾反应制备。本实验由氧化铜与草酸氢钾反应制备二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾。CuSO 4在碱性条件下生成Cu(OH)2沉淀，加热沉淀则转化为易过滤的CuO 。一定量的H 2C 2O 4溶于水后加入K 2CO 3得到KHC 2O 4和K 2C 2O 4混合溶液，该混合溶液与CuO 作用生成二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾K 2〔Cu （C 2O 4）2〕，经水浴蒸发、浓缩，冷却后得到蓝色K 2〔Cu （C 2O 4）2〕·2H 2O 晶体。涉及的反应有 ()4224 2222423242224224222()()222CuSO NaOH Cu OH Na SO Cu OH CuO H O H C O K CO KHC O CO H O KHC O CuO K Cu C O H O +=+=++=++??+=+?? 称取一定量试样在氨水中溶解、定容。取一份试样用H 2SO 4中和，并在硫酸溶液中用KMnO 4滴定试样中的C 2O 42-。另取一份试样在HCl 溶液中加入PAR 指示剂，在pH=6.5~7.5的条件下，加热近沸，并趁热用EDTA 滴定至绿色为终点，以测定晶体中的Cu 2+。通过消耗的KMnO 4和EDTA 的体积及其浓度计算C 2O 42-及Cu 2+的含量。并确定C 2O 42-及Cu 2+组分比（推算出产物的实验式）。草酸根合铜酸钾化合物在水中的溶解度很小，但可加入适量的氨水，使Cu 2+形成铜氨离子而溶解。溶解时pH 约为10，溶剂亦可采用2mol ·L -1 NH 4Cl 和1 mol ·L -1 氨水等体积混合组成的缓冲溶液。 PAR 指示剂属于吡啶基偶氮化合物，即4-(2-吡啶基偶氮)间苯二酚。结构式

三草酸合铁Ⅲ酸钾合成与组成测定实验报告

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾合成与组成测定 ——《基础化学综合实验》实验报吿三草酸合铁(Ⅲ)酸钾合成与组成测定 1 前言 1.1 实验目的（1）了解三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备原理，设计由Fe粉制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的实验方案。（2）掌握配制高锰酸钾溶液、EDTA溶液的方法以及标定配好的溶液。（3）采用重量分析法测定试样中结晶水的含量。（4）掌握氧化还原滴定的原理，利用高锰酸钾连续滴定法测定试样中C 2O 4 2-和Fe3+ 的含量以及利用EDTA法测定试样中Fe3+的含量。（5）掌握分光光度法测定的原理，用标准曲线法测定试样中Fe的含量。（6）学会使用电导率仪并测定电导率。（7）训练综合实验的能力，学会查阅文献，设计制备分析无机化合物的方法。了解相关的仪器分析方法。 1.2 实验原理本实验用Fe与H2SO4反应生成FeSO4，加入(NH4)2SO4，使之形成较稳定的复盐硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O(浅绿色晶体)。涉及到的反应方程式为：Fe + H2SO4(稀)=FeSO4 + H2↑ FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4?6H2O (NH4)2Fe(SO4)2?6H2O与H2C2O2作用生成FeC2O2，再用H2O2氧化后制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体{K3[Fe(C2O4)3]?3H2O}，为翠绿色晶体。采用重量分析法分析试样中结晶水的含量；用KMnO4作氧化剂，采用氧化还原滴定法测定试样中C2O42-和Fe3+的含量；同时再用EDTA法和分光光度法测定Fe的含量，比较不同方法的结果。最后测定电导率。 1.3 相关性质硫酸亚铁[FeSO4]为蓝绿色单斜结晶或颗粒，无气味，相对分子质量278.02。在干燥空气中风化，在潮湿空气中表面氧化成棕色的碱式硫酸铁，在56.6℃成为四水合物，在65℃时成为一水合物。溶于水，几乎不溶于乙醇。硫酸亚铁可用于色谱分析试剂、点滴分析测定铂、硒、亚硝酸盐和硝酸盐。硫酸亚铁还可以作为还原剂、制造铁氧体、净水、聚合催化剂、照相制版等。硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4?6H2O]俗名为莫尔盐、摩尔盐，简称FAS，相对分子质量392.14，蓝绿色结晶或粉末。对光敏感。在空气中逐渐风化及氧化。溶于水，几乎不溶于乙醇。低毒，有刺激性。三草酸合铁（Ⅲ）酸钾{ K3[Fe(C2O4)3]?3H2O }为翠绿色的单斜晶体，相对分子

三草酸根合铁(III)酸钾的制备、性质和组成分析

三草酸根合铁（III）酸钾的制备、性质和组成分析引言：三草酸根合铁（III）酸合成工艺有多种，例如，可采用氢氧化铁和草酸氢钾反应；也可用硫酸亚铁铵与草酸反应得到草酸亚铁，再在过量草酸根存在下用过氧化氢。 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为亮绿色晶体，溶于水（0℃时4.7g/100g水，100℃时117.7g/100g水），难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110℃失去结晶水，230℃分解。该配合物对光敏感；可进行下列光反应： 2 K3[Fe(C2O4)3] 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2 因此，在实验室中可用碱草酸根含铁（III）酸钾作成感光纸；进行感光实验。另外，由于它具有光的化学性质，能定量进行化学反应，常用作化学光量计材料。一、实验目的 1.掌握三草酸根合铁（III）酸钾的制备方法。 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。 4.学习用高锰酸钾法测定C2O2-4与Fe3+的原理和方法。二、实验原理本实验采用三氯化铁和草酸钾直接反应制备。 Fecl3 +3K2C2O4== K3[Fe(C2O4)3] +3Kcl 用稀H2SO4可使三草酸根合铁﹝III﹞酸钾分解产生Fe3+和C2O2-4，用高锰酸钾标准溶液滴定试样中的C2O2-4，此时Fe3+不干扰测定，滴定后的溶液用锌粉还原。 2Fe3+ +Zn==Zn2+ +2Fe2+ 过滤除去过量的锌粉，使用高锰酸钾标准溶液滴定Fe2+通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积及浓液计算得到C2o2-4 和Fe3+的含量。 5Fe2+ + MnO4- + 8H+==5Fe3+ +Mn2+ +4H2O 三、主要仪器和试剂台秤,抽滤瓶,布氏漏斗循环水泵,棕色容量瓶,烧杯,量筒,草酸钾(K2C2 O4 H2O,化学纯),三绿化铁(FeCl3 6H2O,化学纯),H2SO4(2mol/L,0.2mol/L) ,KMnO4标准溶液(0.0200mol/L),锌粉(分析纯),丙

三草酸合铁酸钾的制备与分析

三草酸合铁酸钾的制备与分析
Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

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。（2）用高锰酸钾法测定草酸根含量
C2O42-在酸性介质中可被 MnO4-定量氧化，反应式为： 5 C2O42-＋2 MnO4-＋16H＋＝2Mn2＋＋10 CO2＋8H2O
用已知浓度的 KMnO4 标准溶液滴定 C2O42-，由消耗 KMnO4 的量，便可计算出 C2O42-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 KMnO4 标准溶液滴定 Fe2 ＋：
Zn＋2 Fe3＋＝2 Fe2＋＋Zn2＋ 5 Fe2＋＋MnO4-＋8 H＋＝5 Fe3＋＋Mn2＋＋4 H2O。由消耗 KMnO4 的量，便可计算出 Fe3＋的含量。