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(共16张PPT)
实验6-1 三草酸合铁(III)酸钾的制备
及其组成的测定
CONTENTS
目
录
01
目的要求
实验原理
02
实验用品
03
实验步骤
04
注意事项
05
思考题
06
【目的要求】
一
了解氧化、还原、配位等反应原理，掌握三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备方法
二
掌握配位化合物组成的测定方法
三
熟练掌握溶解、加热、沉淀、过滤以及滴定分析等基本操作
本实验是以Fe(Ⅱ)盐为原料，先制取FeC2O4 · 2H2O，再通过氧化、配位等多步反应，制得K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。主要反应如下：
FeSO4 + H2C2O4 + 2 H2O ＝ FeC2O4·2 H2O + H2 SO4
6 Fe C2O4·2H2O + 3 H2O2 + 6 K2 C2O4 ＝ 4 K3[Fe(C2O4)3] + 2 Fe(OH)3↓+12 H2O
2 Fe(OH)3 + 3 H2C2O4 + 3 K2C2O4 ＝ 2 K3[Fe(C2O4)3] + 6 H2O
在反应物的混合液中加入乙醇后，便析出三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。产物的组成可采用氧化还原滴定法进行测定。
【实验原理】
理化性质：三草酸合铁(Ⅲ)酸钾是翠绿色晶体，可溶于水而难溶于乙醇。对光敏感，光照下发生分解。是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。
【实验原理】
（1）C2O42-含量的测定
C2O42-含量可直接用KMnO4标准溶液在酸性介质中滴定，根据消耗KMnO4标准溶液的体积（V1）和浓度计算出C2O42- 的含量。反应式如下。
5 C2O42- + 2 MnO-4 + 16H+ ＝ 10 CO2↑+ 2 Mn2+ + 8 H2O
【实验原理】
（2）Fe3+含量的测定
Fe3+含量的测定是采用SnCl2-TiCl3联合还原法，先将Fe3+ 还原为Fe2+，然后在酸性介质中，用KMnO4标准溶液滴定试液中Fe2+和C2O42-的总量，再根据消耗KMnO4标准溶液的体积（V2）与测定C2O42- 含量时消耗的体积（V1）以及此标准溶液的浓度计算出试液中Fe3+的含量。其滴定反应如下。
MnO-4 + 5 Fe2+ + 8 H+ ＝ Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O
消除干扰：为了避免Cl- 离子存在下发生诱导反应和便于终点颜色的判断，需加入由一定量的MnSO4、H3PO4和浓H2SO4组成的混合溶液，其中MnSO4可防止Cl- 对MnO-4的还原作用，H3PO4可与滴定过程中产生的Fe3+ 配位生成无色的[Fe(PO4)2]3- 阴离子，从而消除Fe3+ 对滴定终点颜色的干扰。
【实验原理】
（2）Fe3+含量的测定
【实验用品】
减压过滤装置 HCl溶液（6 mol L-1）
分析天平 SnCl2溶液（15 %）
微孔玻璃漏斗 TiCl3溶液（6 %）
酸式滴定管（50 mL） CuSO4溶液（0.4 %）
移液管 Na2WO4溶液（2.5 %）
容量瓶（250 mL） H2SO4溶液（3 mol L-1）
Na2C2O4（基准级） K2C2O4溶液（饱和）
KMnO4（s） H2O2溶液（3 %）
FeSO4 7 H2O（s） H2C2O4溶液（1 mol L-1）
MnSO4混合液：称取4.5g MnSO4溶于50 mL水中，缓慢加入H2SO413 mL，再加入H3PO4（85%）30 mL，稀释到100 mL。
【实验步骤】
(1) 制取FeC2O4 2H2O
称取4gFeSO4 7 H2O晶体于烧杯中，加入15mL去离子水和1mL H2SO4溶液，加热使其溶解。然后在不断搅拌下加入20 mL H2C2O4溶液，加热至沸腾。静置，待黄色FeC2O4 2H2O晶体沉淀完全后，倾析弃去上层清液，晶体用少量去离子水洗涤2-3次。
【实验步骤】
(2) 制取K3[Fe(C2O4)3] 3H2O
在盛有黄色晶体FeC2O4 2H2O的烧杯中，加入10mLK2C2O4溶液，加热至40℃左右，缓慢滴加20mLH2O2，并不断搅拌。此时沉淀转化为黄褐色，将溶液加热至沸腾以去除过量的H2O2。
分两次加入8-9 mL H2C2O4，第一次加入7mL，然后将剩余H2C2O4慢慢滴入至沉淀溶解。此时溶液呈翠绿色，pH值约为4-5。加热浓缩至溶液体积约为25-30 mL，冷却，即有翠绿色K3[Fe(C2O4)3] 3H2O晶体析出。
抽滤，称量并计算产率，将产物避光保存。
【实验步骤】
(3) 产物组成的测定
① 配制高锰酸钾标准滴定溶液 配制500mL 0.01 mol L-1KMnO4溶液，并标定其准确浓度。
② 配制测试溶液 准确称取已干燥的K3[Fe(C2O4)3] 3 H2O 1.0 -1.2g（称准至0.0001g）于烧杯中，加水溶解后，定量转移到250mL容量瓶中，稀释至刻度，混匀。
③ 测定C2O42- 准确吸取25.00mL试液于250mL锥形瓶中，加入5 mL MnSO4混合液和5mL H2SO4溶液，加热至75-80℃，用KMnO4标准溶液滴定至浅粉红色，记录消耗滴定剂体积（V1）。平行测定三次，计算C2O42- 的含量。
【实验步骤】
(3) 产物组成的测定
④ 测定Fe3+ 准确吸取25.00mL试液于250mL锥形瓶中，加入10 mLHCl溶液，加热至75-80℃，逐滴加入SnCl2溶液至溶液呈浅黄色，加入1 mL Na2WO4溶液，滴加TiCl3至溶液呈蓝色，并过量1滴，加入2滴CuSO4溶液和20mL去离子水，在冷水中冷却并振荡至蓝色褪尽。隔1-2min后，再加入10 mLMnSO4混合液，然后用KMnO4标准溶液滴定至溶液呈浅粉红色，并保持30s不褪色即达终点。平行测定三次，记下KMnO4体积（V2），用差减法计算Fe3+的含量。
【实验步骤】
(3) 产物组成的测定
⑤ 计算配位比 根据测得的C2O42-与Fe3+的含量，按下式计算K3[Fe(C2O4)3] 3 H2O中C2O42-与Fe3+的配位比。
【注意事项】
用KMnO4滴定C2O42-时，温度不能超过85℃。否则草酸会发生
分解。
(2)在制取K3[Fe(C2O4)3] 3H2O加热浓缩时，若冷却时不析出晶
体，则说明溶液未达饱和，可继续加热浓缩或加入5 mL 95 %
乙醇，即可析出晶体。
(3)KMnO4是强氧化剂，H2O2既有氧化性又有还原性，使用时应注
意安全，避免触及皮肤或衣物。
【思考题】
（1）制备的K3[Fe(C2O4)3] 3 H2O应如何保存？为什么？
（2）测定C2O42-时，为什么要加热？温度是否越高越好？为什么？
滴定速度应如何掌握为宜？
（3）为什么还原试样中的Fe3+要用SnCl2、TiCl3两个还原剂？如果
SnCl2加入量太少，而TiCl3加得多，加水稀释后可能会产生什
么现象？
谢
谢
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