三草酸合鐵酸鉀的合成及分析

1、實驗三三草酸合鐵(m)酸鉀的合成及組成分析一、實驗?zāi)康?、掌握三草酸合鐵(no酸鉀的合成方法；2、掌握確定化合物化學(xué)式的基本原理和方法；3、綜合訓(xùn)練無機(jī)合成、滴定分析和重量分析的基本操作。二、實驗原理三草酸合鐵(III)酸鉀K Fe(C 0 ) -3H 0為亮綠色單斜晶體，易溶于水而難溶于乙醇、32 4 32丙酮等有機(jī)溶劑，受熱時，在110C下可失去結(jié)晶水，到230即分解。該配合物為光敏物 質(zhì)，光照下易分解。它是一些有機(jī)反響很好的催化劑，也是制備負(fù)載型活性鐵催化劑的主要原料, 因而具有工業(yè)生產(chǎn)價值。目前制備三草酸合鐵(III)酸鉀的工藝路線有多種。本實驗首先利用(NH ) Fe(SO )與 T

2、OC o 1-5 h z 4 24 2HCO反響制取FeC O ，反響方程式為：2 2 42 4(NH)Fe(SO) + HC 0 =FeCO (s) +(NH ) SO +HSO4 24 22 2 42 44 2424在過量Kgg等在下，用HO氯傕FeC 0,2%可制得產(chǎn)物：6FeC0 +3H0 +6KC 0 =4 K Fe(C0) + 2Fe (OH) (s)2 4222 2 432 4 33反響中產(chǎn)生的Fe (OH) 3可加入適量的Hg q中將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物：Fe (OH) +3 H CO +3 KC 0 =2 K Fe(C0) + 6H02 2 42 2 432 4 32該配合物的組成可

3、通過重量分析法和滴定方法確定。用重量分析法測定結(jié)晶水含量將一定量產(chǎn)物在下干燥，根據(jù)失重的情況便可計算出結(jié)晶水的含量。用高銃酸鉀法測定草酸根含量CO 2-在酸性介質(zhì)中可被MnO-定量氧化，反響式為： 2 445gq 2+2 MnO4-+16H+ = 2Mn2+ + 10 CO 大8H 9用濃度的KMnO標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定C 0 2-,由消耗KMnO的量，便可計算出CO 2-的含 42 442 4量。用高鎰酸鉀法測定鐵含量先用過量的Zn粉將Fe3+還原為Fe2+,然后用KMn。標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Fe2+：4Zn + 2 Fe3+ = 2 Fe2+Zn2+5 Fe2+ + MnQ-+8 H+ = 5 Fe3+

4、+ Mr)2+4 H p由消耗KMnO的量，便可計算出Fe3+的含量。4確定鉀含量根據(jù)配合物中結(jié)晶水、CO- Fe3+的含量便可計算出K+含量。2 4三、實驗儀器及藥品儀器：分析天平、烘箱等。試劑：H SO4(6mol*L-i) H2c2。4(飽和)、K C (飽和)、H 0(3%)、C H 0H ( 3 為和)、KMnO 標(biāo)一落液(moL-i)、(NH ) Fe(SO )6H 02 22 544 24 22(s) Zn 粉。四、實驗步驟.三草酸合鐵(III)酸鉀的合成(1)將5g(NH ) Fe(SO) 6H0 (s)溶于20mL去離子水中，加入5滴6moiL.iH SO4 24 2224酸

5、化，加熱使其溶解。(2)再加入25mL飽和H C 0溶液，然后將其加熱至沸，靜置。待黃色的Fe C 0沉淀 2 2 42 4完全沉降后，用傾析法棄去上層清液，洗滌沉淀23次，每次用水約15m Lo(3)在上述沉淀中加入10m L飽和qq 9溶液，在水浴上加熱至40,用滴管緩慢地 滴加12m L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的上qp溶液，邊加邊攪拌并維持溫度在40左右，此時溶液中有 棕色的Fe (OH) *沉淀產(chǎn)生。(4)加完山。2后將溶液加熱至沸，分兩批共加入8mL飽和H g p /容液(先加入5m L, 然后慢慢滴加3m L),這時體系應(yīng)該變成亮綠色透明溶液(體積控制在30m L左右)。如果 體系混濁可趁熱過濾

6、。在濾液中加入10m L質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的乙醇，這時溶液如果混濁，微熱使其 變清。(5)將所得溶液放置暗處、冷卻、結(jié)晶。抽濾，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的乙醇溶液洗滌晶體，抽 干，在空氣中干燥。稱量，計算產(chǎn)率。產(chǎn)物應(yīng)避光保存。.組成分析(1)結(jié)晶水含量的測定稱量Fe(CO )3H 0樣品于燒杯中放在烘箱內(nèi)在條件下烘lh后，冷卻 2 4 32稱量Dg，計算結(jié)晶水含量。(2)草酸根含量的測定將合成的三草酸合鐵(III)酸鉀粉末用分析天平稱取樣品，放入250毫升錐形 瓶中，加入50毫升水和5毫升濃度為6moi / L的H SO調(diào)節(jié)溶液酸度為11。1人，24從滴定管放出約10毫升已標(biāo)定的高鎰酸鉀溶液到錐形瓶中，加熱至70

7、85(不 高于85),直到紫紅色消失，再用高鎰酸鉀溶液滴定熱溶液，直到微紅色在30S 內(nèi)不消失，記下消耗的高鋸酸鉀溶液體積，計算配合中所含草酸根的叫值。滴定 完的溶液保存待用。(3)鐵含量測定將上述實驗中所保存的溶液中加入還原劑鋅粉，直到黃色捎失，加熱溶液2min以 上，使Fe3+還原為Fe2+,過濾去多余的鋅粉，濾液放入另一個干凈的錐形瓶中， 洗滌鋅粉，使Fe2+定量轉(zhuǎn)移到濾液中，再用高鎰酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，計算 所含鐵的m2值。保持足夠的酸度是為了抑制Fe2+的水解。(4)鉀含量確定由測得H-0 C2O42-、Fe3+的含量m0m2可計算出K+的含量m.,確定配合物的化學(xué)式。3.三草

8、酸合鐵(III)酸鉀的性質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)檢驗方法的學(xué)習(xí)將少量三草酸合鐵(HI)酸鉀放在外表皿上。在日光下觀察晶體顏色變化。并與放在暗 處的晶體比擬。該配合物極易感光，室溫下光照變色，發(fā)生以下光化學(xué)反響，即2Fe(C 0) 一-2 FeC0 + 3C 04 -+ 2C0 t2 4 3 32 4222制感光紙。按三草酸合鐵(IH)酸鉀、鐵氟化鉀加水5mL的比例配成溶液，涂在紙上即 成感光紙。附上圖案，在日光下(或紅外燈光下)照射數(shù)秒鐘，曝光局部呈藍(lán)色。被遮蓋局部就 顯影映出圖案來。它在日光照射或強(qiáng)光下分解生成的草酸亞鐵。遇到六氟合鐵(HI)酸鉀生成滕氏藍(lán)。反響 方程式為FeCO +KFe(CO) = K

9、FeFe(CN) I +KCO 2 432 4 362 2 4制感光液。取三草酸合鐵(III)酸鉀，加5 mL水配成溶液。用濾紙條做成感光紙。 同(2)中操作。曝光后去掉圖案。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為的六氟合鐵(HI)酸鉀溶液潤濕或漂洗即顯 影映出圖案來。配合物的性質(zhì)。稱取1g產(chǎn)品溶于20 mL水中，溶液供下面的實驗用。確定配合物的內(nèi)外界。a.檢定K+時分別取少量Imol4-邛 ?及產(chǎn)品溶液，分別與飽和酒石酸氫鈉NaHqH/6 溶液作用。充分搖勻。觀察現(xiàn)象是否相同。如果現(xiàn)象不明顯，可用玻璃棒摩擦試管內(nèi)壁。b.檢定,g 2-o在少量I mol L-i g ?及產(chǎn)品溶液中。分別加入2滴mol L-iCaCI

10、2 溶液，觀察現(xiàn)象有何不同。c.檢定Fe3+o在少量mol L-iFeC1及產(chǎn)品溶液中。分別加入1滴I mol L-iKSCN溶液， 觀察現(xiàn)象有何不同。綜合以上實驗現(xiàn)象。確定所制得的配合物中。哪種離子在內(nèi)界，哪種離子在外界。酸度對配合平衡的影響。a.在兩支盛有少量產(chǎn)品溶液的試管中，各加工滴1 mol L-1KSCN溶液，然后分別滴加6 moi L-iHAc和3 mol L-i H04,觀察溶液顏色有何變化。b.在少量產(chǎn)品溶液中滴加2 mol - L-i氨水，觀察有何變化。試用影響配位平衡的酸效應(yīng)及水解效應(yīng)解釋觀察到的現(xiàn)象。沉淀反響對配位平衡的影響。在少量產(chǎn)品溶液中，加1滴mol L-iNa S

11、溶液，觀察現(xiàn)象。寫出反響方程式，并加以 2解釋。配合物相互轉(zhuǎn)變及穩(wěn)定性比擬。a.往少量mol L-iFeCI3溶液中加1滴1 mol L-iKSCNo溶液立即變?yōu)檠t色，再往溶 液中滴加I mol L-iNH F至血紅色剛好褪去。4將所得溶液分成2份。往1份溶液中加入1 mol - L-iKSCN,觀察血紅色是否容易重現(xiàn)從 實驗現(xiàn)象比擬FeSCN2+到FeF2+相互轉(zhuǎn)變的難易。往另I份FeF2+溶液中滴入lmol - L-1KC0,至溶液剛好轉(zhuǎn)為黃綠色，記下K C 0的2 2 42 2 4用量，再往此溶液中滴入lmol L1NH至黃綠色剛好褪去。比擬K C?q NH 的用量。 判斷FeF2+和Fe(C03-相互轉(zhuǎn)變的難易。2 4 3b.在mol LrqFelCN)和產(chǎn)品溶液中，分別滴加2 moi L-iNaOH,比照現(xiàn)象有何不 同F(xiàn)e(CN)3-與Fe(C0)3-比擬。哪個較穩(wěn)定 62 43綜合以上實驗現(xiàn)象，定性判斷配體SCN-、F-、C2O42- CN-與Fe3+配位能力