大学工程技术学院化学工程系三草酸合铁酸钾的制备与分析实验报告VIP免费

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)2SO4＋H2SO4在过量K2C2O4存在下，用H2O2氧化FeC2O4，即可制得产物：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4＝4K3[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：2Fe（OH）3＋3H2C2O4＋3K2C2O4＝2K3[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：5C2O42-＋2MnO4-＋16H＋＝2Mn2＋＋10CO2＋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＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋Zn2＋5Fe2＋＋MnO4-＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。由消耗KMnO4的量，便可计算出Fe3＋的含量。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、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0.05）、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，倒出碱液，。用H2O洗涤2~3次，再加25mL6mol·L－1H2SO4溶液，水浴加热至几乎不再产生气体（约40min）[1]。水温应控制在80~90℃，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15mLH2O和1mL3mol·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，静置后倾出上层清液。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H2O2后，加热溶液至沸，再加8mL1mol·L－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10mL95%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。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。（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10mL3mol·L－1H2SO4溶液溶解。在锥形瓶中先滴加10mL0.02mol·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...