三草酸合铁酸钾的合成和组成测定综合实验报告

三草酸合铁酸钾的合成和组成测定综合实验报告

一．综述

(一)三草酸合铁酸钾的性质及用途：

?三草酸合铁酸钾是一种绿色单斜晶体，溶于水，（0℃时，4.7g-100g水；100℃时117.7-100g水），难溶于乙醇。

?该配合物对光敏感，光照下即发生分解，光解方程式：2K3·[Fe2(C2O4)3]·3H2O=3K2C2O4 + 2FeC2O4 + 2CO2↑ + 6H2O ?三草酸合铁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

④制感光纸：按三草酸合铁酸钾0.3g，铁氰酸钾0.4g，加水5ml的比例配制成溶液，涂在纸上即成感光纸。附上图案，在阳光下直射数秒钟，曝光部分成蓝色，被遮光部分就显影出图案来。

⑤配感光液：取0.3——0.5g三草酸和铁酸钾，加去离子水5ml配成溶液，用滤纸条做感光纸，附上图案，在阳光下直射数秒，曝光后去掉图案，用约3.5%六氰合铁酸钾溶液润湿或漂洗即显出图案来。 (二)

1.三草酸合铁酸钾的其他制备方法：

（1） 称5.0g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O→250ml烧杯中，加3 mol·L-1 H2SO4（防止水解）10滴，加入20ml蒸馏水微热至全溶。

（2）称1.7g H2C2O4·2H2O→100mL烧杯中，加入20mL蒸馏水加热溶解，同时，将两溶液徐徐混合，加热至沸，同时不断搅拌，维持微沸约4分钟后停止加热，静置，待黄色晶体沉淀后，倾去上清液，用倾析法洗涤沉淀2~3次（至检验不出SO42-）。

（3）称3.5g K2 C2O4·H2O→100mL烧杯中，加10mL蒸馏水，微热溶解，将该溶液加到已洗净的Fe C2O4·2H2O中，将烧杯置于40℃的恒温水浴中，逐滴加入10mL 6% H2O2，边加边搅拌。在生成K3[Fe(C2O4)3]的同时有Fe(OH)3沉淀生成，加完H2O2后，取一滴所得悬浊液于点滴板中，加一滴K3Fe(CN)6溶液，如出现蓝色，证明还有Fe(Ⅱ)，需再加H2O2，至检测不到Fe(Ⅱ)。

（4）在不断搅拌下将上述所得溶液加热至沸，一次加入0.5 mol·L H2C2O4 溶液6mL，然后在保持微沸的情况下，继续滴加0.5 mol·L-1 H2C2O4至溶液完全变成透明的绿色。 Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4===2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O

（5），冷却后，加入95%乙醇15ml，在暗处放置，结晶。减压抽滤，抽干后用少量乙醇洗涤产品，继续抽干，称量，计算产率，产品放在干燥器内避光保存。

2.本实验制备方法：

1

-1

?实验原理

沉淀：FeSO4·7H2O + H2C2O4 →FeC2O4·2H2O↓ + H2SO4 + 5H2O 氧化： 2 FeC2O4·2H2O＋H2O2＋4OH- →2 Fe(OH)3↓＋C2O42-＋2 H2O 配位： 2Fe(OH)3＋3 H2C2O4＋3K2C2O4 → 2K3[Fe(C2O4)3]＋6 H2O ?实验方法

4gFeSO4·7H2O→1mol·L-1H2SO415ml →H2O 15ml→溶液→

1mol·L-1H2C2O420mL搅拌，加热煮沸→倾泻法洗涤沉淀2~3次→纯净的FeC2O4·2H2O?→饱和K2C2O410mL→～40℃加热→滴加3%H2O2搅拌→Fe(OH)3棕色?→加热至沸→1mol·L-1H2C2O4～8mL→70~80℃至沉淀溶解呈翠绿色（pH3.5）→小火加热浓缩至体积约25~30mL→冷却→结晶→抽滤→晶体

3.制备方法比较：第一个制备方法较为简单明了，第二个实验方法较为综合，

（三）1.三草酸合铁酸钾的其他分析： （1)产物的定性分析：

?K?的鉴定：取1滴产物溶液，加入1滴1%Na3?Co?No2?6?溶液，观察现象。 ?Fe3?的鉴定：在一试管中加入10滴产物溶液。另取一试管加入10滴FeCl3溶液，各加入2滴0.1mol/l KSCN,观察现象，在装有产物溶液的试管中加入2滴2mol/l H2SO4，观察溶液颜色变化，解释现象。

?C2O4的鉴定：在一试管中加入10滴产物溶液。另取一试管加入10滴K2C2O4溶液。各加入2滴0.5mol/l CaCl2溶液，观察实验现象。

（2）产物组成定量分析

?结晶水质量分数的测定：洗净两个称量瓶，在110℃烘烤箱中干燥1h，至于干燥器中冷却至室温时在电子天平上称量。然后在放入110℃烘箱中干燥0.5小时，重复上述干燥——冷却——称量直至质量恒定。分析天称取0.5—0.6g产品，分别放入上述两瓶中，在110℃下干燥1h，然后在干燥器中冷却，称量，放入烘烤相中，干燥时间为0.5h重复上述过程，直至质量不在改变。根据称量结果计算结晶水含量。

?草酸根质量分数的测定：在电子天平上准确称取三分产物（约0.15—0.20g），分别放入三锥形瓶，均加入15.0ml 2mol/l H2SO4和15.0ml 去离子水，微热溶解，加热至75—85℃，趁热用0.0200mol/l K2MnO4标准溶液滴定至粉红色为

2? 2

终点（保留溶液待用）

根据消耗K2MnO4溶液体积，计算产物中的C2O4的质量分数。

?铁离子质量分数测定：在上述溶液中加入一小匙锌粉，加热近沸，直至黄色消失，将三价铁还原为二价铁，趁热过滤多余的锌粉，收集滤液，再用5ml去离子水洗涤漏斗，收集洗液，继续用0.0200mol/lK2MnO4标准液滴定，至呈粉红色，根据K2MnO4用量，计算三价铁离子质量分数。 2本实验的分析：

（1）配阴离子组成测定

?实验原理

?测定C2O42-

5C2O42-+2MnO4-+16H+＝10CO2+2Mn2++8H2O

?测定Fe

3+

2?A 在酸性介质中，用KMnO4标准溶液滴定试液中Fe2+ 和C2O42－总量，根据KMnO4标准溶液的消耗量，可计算出Fe3+的含量。 5 Fe2+ + MnO4－ + 8H+ = 5 Fe3+ + Mn2+ + 4H2O B预处理：

用SnCl2-TiCl3联合还原法，将Fe3+还原为Fe2+。 2Fe3+ +Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+

H2O + Fe3+ (少) +Ti3+ → Fe2+ +TiO2+

H2O + Ti3++ WO42-→TiO2+ + WO2.67(OH)0.33 (蓝色)

加水稀释后：

4Ti3+（过量）+ O2 + H2O →4TiO2+ + 4H+ WO2.67(OH)0.33 + O2 + H2O→ WO42－(蓝色消失)

?实验方法

? 0.01mol·L-1KMnO4标准溶液的配制（1000mL/2人）

KMnO4～1.6g→1000mL H2O→溶解→盖表面皿煮沸20~30min→冷却→暗处保存一周→玻璃棉过滤→500mL棕色瓶 ? KMnO4的标定

Na2C2O40.10~0.12g→H2O20~30mL→3mol·L-1H2SO410mL→

3

0.01mol·L-1KMnO滴定→至微红色30s不褪色即为终点。 ?测定C2O42-

准确称取K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 1.0~1.2g→加H2O溶解，定容于250mL容量瓶中，摇匀→移入试液25.00mL 1mol·L-1H2SO45mL→MnSO4滴定液5mL→加热75~85℃→0.01mol·L-1KMnO滴定→至微红色30s不褪色即为终点，记录的KMnO4体积V1。 ④测定Fe3+与C2O42-总量

移入试液25.00mL→6mol·L-1HCl10mL→加热75~85℃→深黄色（[FeCln]3-n）→趁热滴加15%SnCl2振摇→淡黄色→25% Na2WO4 1mL→ 滴加TiCl3 →蓝色→续加TiCl3 1滴→蓝色→加0.4% CuSO4 2滴→加H2O20mL

-1

→冷却、振摇至蓝色褪去→MnSO4滴定液10mL→加0.01mol·LKMnO4约4mL→加热75~85℃→ 0.01mol·L-1KMnO4滴定→至微红色30s不褪色，记录的KMnO4体积V2。

（2）配阴离子电荷测定 ?实验原理

?离子交换原理

zRN?Cl??Xz?(RN)X?zCl?由交换出的Cl-，测定其含量，由此确定三草酸合铁酸根的电荷数z。

zz?nCl-(mol)nK3[Fe(C2O4)3]?3H2O(mol)?氯离子测定原理

电池组成：指示电极:氯离子选择性电极

参比电极:双液接甘汞电极

定量关系：在一定的条件下，电池电动势与氯离子活度的对数成线性关

2.303RTlgcCl- 系。E?K'-nF可以加入总离子强度调节缓冲液（TISAB），使溶液的离子强度保持恒定，从而使活度系数一定。 测定条件：

301型氯离子选择性电极测定pH范围：2～7， 测定氯离子浓度的范围：1～10-4mol·L-1内。

这个pH范围可通过加入总离子强度调节缓冲液（TISAB）来调节。 总离子强度调节缓冲液（TISAB）： 由NaNO3加HNO3组成pH值为2—3

2.303RT2.303RTE?K'-lgcCl-?K'?pCl 采用标准曲线法 nFnF ?实验方法：

?离子交换实验方法

A 装柱：交换柱下端的填入适量的玻璃棉，用滴管将树脂与水的“糊状”物注入交换柱中，至树脂约有8mL为止，柱中一定要有水，防止树脂干涸。

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