03.三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）

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

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C2H5OH（ω为0.95和0.5）、KMnO4标准溶液（0.02 mol?L-1）、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% Na2CO3溶液，小心加热10min， 用H2O洗涤2~3次，再加25mL 6mol·L－1H2SO4溶液，水浴加热至几乎不再产

[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]。

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 H2O和 1mL 3 mol·L加热溶解，再加25mL 1mo1·Ｌ－１ H2C2O4溶液，搅拌并加热至沸，静置得沉淀，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

在上述沉淀中加入10 mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40℃,缓慢滴加溶液，搅拌并保温在40℃左右[此时有Fe（OH）3沉淀产生]。滴完加H2O2至沸，再加8mL 1 mol·L－1 H2CO4（先加5mL，然后慢慢滴加其余3mL），并溶液至沸。趁热过滤，在滤液中加10mL 95% C2H5OH，温热使可能生成的却结晶，抽滤至干[4]，称量。晶体置干燥器内避光保存。

[3]

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10mL 3mol·L－1H2SO4溶液溶解。

在锥形瓶中先滴加10mL 0.02 mol·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（三）三草酸合铁(III)酸钾的性质

(1)将少量三草酸合铁(Ⅲ)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－→2 FeC2O4 + 3C2O42－+ 2CO2↑

(2)制感光纸。按三草酸合铁(Ⅲ)酸钾0.3g、铁氰化钾0.4g加水5mL

的比例配成溶液，涂在纸上即成感光纸。附上图案，在日光下(或红外灯光下)照射数秒钟，曝光部分呈蓝色。被遮盖部分就显影映出图案来。

它在日光照射或强光下分解生成的草酸亚铁。遇到六氰合铁(Ⅲ)酸钾生

成滕氏蓝。反应方程式为

长江大学工程技术学院化学工程系 实 验 教 学 教 案 用 纸 五、实验记录与结果

1.KMnO4的标定 W（Na2C2O4）（g） V(KMnO4)(初) V(KMnO4)(末) V(KMnO4)(ml) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 2.C2O42-的测定 C(KMnO4) 平均值 相对偏差