三草酸合铁（III）酸钾的制备和性质研究.docVIP

三草酸合铁(III)酸钾的制备和性质研究 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.了解配合物组成分析和性质表征的方法和手段； 3.用化学分析、热分析、电荷测定、红外光谱等方法确定草酸根合铁(Ⅲ)酸钾组成，掌握某些性质与有关结构测试的物理方法。 二、实验原理 1.三草酸合铁（III）酸钾的制备 (1) 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； (2) 在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢将草酸亚铁氧化，得到铁(Ⅲ)草酸配合物。(NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O==FeC2O4·2H2O↓+ (NH4)2SO4 + H2SO4 2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 ===2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 2.组成测定 (1) KMnO4标准溶液在酸性介质中滴定测得； (2) 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。5C2O42-+2MnO4- +16H+ ===10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O 5Fe2+ + MnO4- +8H+ ===5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 3．K3[Fe(C2O4)3] ·3H2O中配阴离子电荷的测定 本实验采用在氯型阴离子交换树脂上，测定三草酸合铁(III)酸根离子的电荷。该树脂是一种季胺盐型强碱性阴离子交换树脂(R－N+ Cl－，R代表树脂母体)，其中的Cl－可以与溶液中的阴离子Xn( 进行交换： nRN+ Cl－＋Xn ( === (RN+ )n＋Xn (＋nCl－ 当用准确称量的三草酸合铁(III)酸钾溶于水后，让其通过装有717型苯乙烯强碱性(氯型)阴离子交换树脂的交换柱时，便有一定摩尔的Cl－离子置换出来。收集后用标准AgNO3溶液滴定，求出Cl－离子的总摩尔数，即可求得配阴离子的电荷数n：n = Cl－离子摩尔数/ 配合物的摩尔数 某些可溶性氯化物中的氯的含量的测定常采用莫尔法，即在中性溶液中，以K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液进行滴定。由于AgCl的溶解度比Ag2CrO4小，因此溶液中先析出白色AgCl沉淀。当AgCl定量沉淀后，过量1滴的AgNO3溶液即与CrO42( 生成砖红色Ag2CrO4沉淀，指示到达终点。滴定反应和指示剂的反应如下： Ag+ + Cl－AgCl↓（白色） Ksp = 1.8×10(10 2Ag+ + CrO42(Ag2CrO4↓（砖红色） Ksp = 2.0×10(12 滴定必须在中性或弱酸性溶液中进行，最适宜pH范围为6.5-10.5，如有铵盐存在，溶液的pH值最好控制在6.5-7.2之间，指示剂的用量对滴定前影响，以5×10(3 mol·dm(3为宜。 、仪器试剂 仪器 托盘天平，分析天平，抽滤装置，烧杯（100 mL），电炉，移液管（25 mL），容量瓶（50 mL, 100 mL），锥形瓶（250 mL）离子交换柱试管100 mL烧杯容量瓶25 mL棕色酸式滴定管100 mL棕色容量瓶50 mL烧杯250 mL锥形瓶 试剂 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，H2SO4 (1 mol·L-1)，H2C2O4（饱和），K2C2O4（饱和），KCl (A. R)，KNO3 (300 g·L－1)，乙醇，乙醇—丙酮混合液（1 : 1），K3[Fe(CN)6] (5 %)，H2O2 (3 %)，717型苯乙烯强碱性阴离子交换树脂（氯型）0.1 mol·L(1 AgNO3，5 % K2CrO4，0.1 mol·L(1 AgNO3标准溶液 、实验步骤 三草酸合铁(III)酸钾的制备 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；在草酸钾和草酸的存在下，以过氧化氢将草酸亚铁氧化，得到铁(Ⅲ)草酸配合物。 草酸亚铁的制备：称取5 g硫酸亚铁铵固体放在100 mL烧杯中，然后加15 mL蒸馏水和5~6滴1 mol·L－1 H2SO4，加热溶解后，再加入25 mL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20 mL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。 (NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O ===FeC2O4·2H2O↓+ (NH4)2SO4 + H2SO4 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10 mL，水浴加热313 K，恒温下慢慢滴加3%的H2O2溶液20 mL，沉淀转为深棕色。边加边搅拌，加完后将溶液加热至沸，然后逐滴加入15-20