三草酸合铁酸钾的制备及结构组成测定.doc

三草酸合铁酸钾的制备及结构组成测定 实验者：于秋彦090103 同组实验者：胡楠楠01 邬勇02 前言： 在大型综合实验中以铁屑为原料制备硫酸亚铁铵， 然后制备三草酸合铁( Ⅲ) 酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验中,并进行三草酸合铁( Ⅲ) 酸钾制备实验中的一些有益探索。　传统的三草酸合铁( Ⅲ) 酸钾实验的制备方法是以硫酸亚铁铵为原料与草酸钾反应制得草酸亚铁后经氧化制得三草酸合铁( Ⅲ) 酸钾。 该实验中涉及了化学制备过程中的称量、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,以及沉淀溶解、配合反应、氧化还原反应、电离平衡等系列化学原理的应用,同时,实验过程中化学现象变化多,如FeC2O4 ·2H2O 为淡黄微晶沉淀、[ Fe (C2O4 ) 3 ]4 - 呈橙红色、 [ Fe (C2O4 ) 3 ]3 - 呈鲜翠绿色、K3 [ Fe (C2O4 ) 3 ] ·3H2O 为翠绿色鲜艳粗大晶体。但是由于该实验合成过程复杂,需要反复控温、调节酸和氧化剂加入速度和加入量以及多次进行沉淀的洗涤和溶解,近年来,有不少研究者主张简化实验制备过程,通过三氯化铁或硫酸铁直接与草酸钾合成三草酸合铁( Ⅲ) 酸钾： FeCl3 + 3 K2C2O4 →K3 [ Fe (C2O4 ) 3 ] + 3KCl 该方法由于不需要氧化、加酸等环节且减少了蒸发、浓缩、常压过滤等基本操作,明显简化了实验过程,因而容易得到较好的实验现象。但实验过程中增加了丙酮等物质的洗涤过程,容易引起环境污染。 实验原理： 　铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁： 　　Fe(s) + 2H+(aq) = Fe2+(aq) + H2(g) 　　等物质的量的硫酸亚铁与硫酸铵在水溶液中相互作用，生成溶解度较小的复盐FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O： FeSO4 (aq)+ (NH4)2SO4 (aq)+ 6H2O(l) = FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O(s) 所得产品为浅绿色单斜晶体，又称摩尔盐，易溶于水，难溶于乙醇。它比一般亚铁盐稳定，在空气中不易被氧化，在分析化学中常被选用为氧化还原滴定的基准物。III）酸钾K3[Fe(C2O4)3 ]?3H2O为一种绿色的单斜晶体，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。为了制备纯的三草酸根合铁（III）酸钾晶体，首先用硫酸亚铁铵与草酸反应制备出草酸亚铁 沉淀：(NH4)2Fe(SO4) 2?6H2O+H 2C2O4 = FeC2O4? 2H2 O + (NH4)2SO 4+H2SO4 +4H2O 然后在过量草酸根离子的存在下，用过氧化氢将草酸亚铁氧化即可得到三草酸根合铁(III)酸钾， 氧化：6FeC2O4·H2O+3H2O2+6K2C2O4 ＝ 4K3[Fe(C2O4)3]+Fe(OH)3+12H2O 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： 配位：2Fe(OH)3十3H2C2O4十3K2C2O4 ＝2K3[Fe(C2O4)3] + 6H2O 加入它的不良溶剂乙醇后，它便从溶液中形成K3[Fe(C2O 4)3 ]?3H2O晶体析出，后几步的总反应式为： 2FeC2O4 ?2H2O +H2 O2 +3K2C2O4 +H2C2O4 = 2K3[Fe(C2O4)3]?3H2O+H2O 5C2O42-+2MnO4-+16H+＝10CO2+2Mn2++8H2O Zn + 2Fe3+ == Zn2+ + 2Fe2+ Cr2O7 2- + 6Fe2+ + 14H+ == 2Cr 3+ + 6 Fe 3+ + 7H2O 1实验部分 1.1仪器和药品 1.1.1 主要仪器 HH.S11-2-S电热恒温水浴锅（上海跃进医疗器械厂）；FA1004上皿电子天平（上海精密科学仪器有限公司）；DDS-307电导率仪（上海精密科学仪器有限公司）；16C14型分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；MP10001电子天平（上海恒平电子科学有限公司）；SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；容量瓶（100 ml）；移液管（25 ml，10 ml）；锥形瓶（250 ml）；量筒（50ml、10 ml）；pH试纸（精密）烘箱；干燥器；称量瓶；酸式滴定管 1.1.2 药品 铁粉(AR ) 锌粉(AR ) 　草酸钾(AR ) 　高锰酸钾(AR ) 　草酸钠(AR) 98%浓硫酸 一水合草酸钾(AR ) 重铬酸钾(AR ) 30%双氧水 1:1氨水 硫酸铵(AR ) 浓磷酸 草酸(AR ) 氢氧化钠 磷酸（中国医药集团上海化学试剂公