三草酸络铁酸钾实验11 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.掌握容量分析等基本操作.
二,实验原理
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:
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,通过化学分析确定配离子的组成.用KMnO4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KMnO4标准溶液滴定而测得,其反应式为:
5C2O42-+2MnO4-+16H+ ===10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O
5Fe2+ + MnO4- +8H+ ===5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
(NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O ===FeC2O4·2H2O↓+ (NH4)2SO4 + H2SO4
2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 ===2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O
三,实验仪器与试剂
托盘天平,分析天平,抽滤装置,烧杯(100mL),电炉,移液管(25mL),容量瓶(50mL, 100mL),锥形瓶(250mL).
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,H2SO4(1mol·L-1),H2C2O4(饱和),K2C2O4(饱和),KCl (A. R),KNO3(300g·L-1),乙醇(95%),乙醇—丙酮混合液(1 : 1),K3[Fe(CN)6] (5%),H2O2 (3%).
四,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5g硫酸亚铁铵固体放在100mL烧杯中,然后加15mL蒸馏水和5~6滴1mol·L-1 H2SO4,加热溶解后,再加入25mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸,然后迅速搅拌片刻,防止飞溅.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20mL蒸馏水洗涤晶体,搅拌并温热,静置,弃去上层清液,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10mL,水浴加热313K,恒温下慢慢滴加3%的H2O2溶液20mL,沉淀转为深棕色.边加边搅拌,加完后将溶液加热至沸,然后加入20mL饱和草酸溶液,沉淀立即溶解,溶液转为绿色.趁热过滤,滤液转入100mL烧杯中,加入95%的乙醇25mL,混匀后冷却,可以看到烧杯底部有晶体析出.为了加快结晶速度,可往其中滴加KNO3溶液.晶体完全析出后,抽滤,用乙醇—丙酮的混合液10mL淋洒滤饼,抽干混合液.固体产品置于一表面皿上,置暗处晾干.称重,计算产率.
①KMnO4溶液的标定
准确称取0.13～0.17gNa2C2O4三份,分别置于250mL锥形瓶中,加水50mL使其溶解,加入10mL 3 mol·L-1H2SO4溶液,在水浴上加热到75～85℃,趁热用待标定的KMnO4溶液滴定,开始时滴定速率应慢,待溶液中产生了Mn2+后, 滴定速率可适当加快,但仍须逐滴加入,滴定至溶液呈现微红色并持续30s内不褪色即为终点.根据每份滴定中Na2C2O4的质量和消耗的KMnO4溶液体积,计算出KMnO4溶液的浓度.
2.三草酸合铁酸钾组成的测定
②草酸根含量的测定: 把制得的K3Fe[(C2O4)3]·3H2O在50-60℃于恒温干燥箱中干燥1h,在干燥器中冷却至室温,精确称取样品约0.2-0.3g,放入250mL锥形瓶中,加入25mL水和5mL 1mol·L-1 H2SO4,用标准0.02000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定.滴定时先滴入8mL左右的 KMnO4标准溶液,然后加热到343~358K(不高于358K)直至紫红色消失.再用KMnO4滴定热溶液,直至微红色在30s内不消失.记下消耗KMnO4标准溶液的总体积,计算K3Fe[(C2O4)3]·3H2O中草酸根的质量分数 ,并换算成物质的量.滴定后的溶液保留待用.
③铁含量测定: 在上述滴定过草酸根的保留液中加锌粉还原,至黄色消失.加热3min,使Fe3+ 完全转变为Fe2+,抽滤,用温水洗涤沉淀.滤液转入250mL锥形瓶中,再利用KMnO4溶液滴定至微红色,计算K3Fe[(C2O4)3]中铁的质量分数 ,并换算成物质的量.
结论:在1mol产品中含C2O42- mol,Fe3+ mol,该物质的化学式为 .
五,注意事项
1. 水浴40℃下加热,慢慢滴加H2O2.以防止H2O2分解.
2. 减压过滤要规范.尤其注意在抽滤过程中,勿用水冲洗粘附在烧杯和布氏滤斗上的少量绿色产品,否则,将大大影响产量.
