——《基础化学综合实验》实验报吿
三草酸合铁(ni)酸钾合成与组成测定
1前言
实验目的
(1) 了解三草酸合铁(III)酸钾的制备原理，设U lIlFe粉制备三草酸合铁(【【I) 酸钾的
实验方案。
(2) 掌握配制高镭酸钾溶液、EDTA溶液的方法以及标定配好的溶液。 (3) 采用重量分析法测定试样中结晶水的含量。
(4) 掌握氧化还原滴定的原理，利用高猛酸钾连续滴定法测定试样中CQ广和Fe\" 的
含量以及利用EDTA法测定试样中Fe＞的含量。
(5) 掌握分光光度法测定的原理，用标准曲线法测定试样中Fe的含量。 (6) 学会使用电导率仪并测定电导率。
(7) 训练综合实验的能力，学会查阅文献，设计制备分析无机化合物的方法。 了解相
关的仪器分析方法。 实验原理
本实验用Fe与H2SO4反应生成FeSCU，加入(NH4)2SO4,使之形成较稳定的复 盐硫酸亚铁複(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O(浅绿色晶体)。涉及到的反应方程式为：
Fe + H2SCM稀)=FeSO4 + H2 t
FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O=FeSO4 ・(NH4)2SO4*6H2O
(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O与H2C2O2作用生成FeCzOz,再用H2O2氧化后制备三草 酸合铁(UI)酸钾晶体｛K3[Fe(C2O4)3]*3H2O｝,为翠绿色晶体。
采用重量分析法分析试样中结晶水的含量；用KMnO4作氧化剂，采用氧化 还原滴定法测定试样中C2(V-和Fe?啲含量；同时再用EDTA法和分光光度法测定 Fe的含量，
比较不同方法的结果。最后测定电导率。 相关性质
硫酸亚铁[FeSOd为蓝绿色单斜结晶或颗粒，无气味，相对分子质量。在干 燥空气中风化，在潮湿空气中表面氧化成棕色的碱式硫酸铁，在。C成为四水合物, 在63°C时成为一水合物。溶于水，儿乎不溶于乙醇。硫酸亚铁可用于色谱分析试 剂、点滴分析测定钳、硒、亚硝酸盐和硝酸盐。硫酸亚铁还可以作为还原剂、制 造铁氧体、、聚合催化剂、照相制版等。
硫酸亚铁鞍[FeSCU • (NH4)2SO4*6H2O]俗名为莫尔盐、摩尔盐，简称FAS,相 对分子质量，蓝绿色结晶或粉末。对光敬感。在空气中逐渐风化及氧化。溶于水， 儿乎不溶于乙醇。低毒，有刺激性。
三草酸合铁(III)酸钾｛K3[Fe(C2O4)3]・3H2。｝为翠绿色的单斜晶体，相对分子 质量，易溶于水(溶解度0°C, 100g； 100°C, 100g,难溶于乙醇)。110°C下可失 去全部结晶水，230°C时分解。此配合物对光敬感，受光照射分解变为黃色。因 其具有光敬性，所
以常用来作为化学光量计。另外它是制备某些活性铁催化剂的 主要原料，也是一些有机反应良好的催化剂，在工业上具有一定的应用价值。
2制备实验
仪器与药品 主要仪器
数显鼓风干燥箱(DGG-9070B上海森信实验仪器有限公司)，分析天平 (FA1004上海跃进医疗器械厂)，分光光度计(721上海精密科学仪器有限公司), 电导率仪(STARTER
3100C奥豪斯仪器(上海)有限公司)，恒温水浴锅，抽滤 瓶，布氏漏斗，真空泵，干燥
器，比色皿，吸量管(5mL),烧杯(lOOmL、250 mL、400mL、1000 mL),锥形瓶(250mL),温度计，玻璃漏斗，滤纸，移液管(25 mL),洗瓶，洗耳球，容量瓶，酸式滴定管，量筒(10
mL、50 mL),胶头滴管， 试剂瓶，称量瓶，酒精灯。
主要药品
H:SO, (AR), H£Q(AR), KMnO, (AR), (NH.,)：SOs(CP), Na:C:Os (AR), KAO, (AR), H;0： (AR), Zn粉(AR), ZnO (AR), HC1 (AR),还原Fe粉(AR), Fe3*标准溶液(100 u g/ml), NHs* H：0(l:l)，
磺基水杨酸(200g/L),辂黑T,酒精，冰。 硫酸亚铁钱的制备
称取左右的还原铁粉，倒入100mL小烧杯中，向盛有铁粉的小烧杯中加入35mL
3mol/L H’SO』容液。盖上表面皿，在电炉上小火加热，直至不再有小气泡冒出为 止，
且溶液呈淡绿色，注意反应时间不宜过长，在加热过程中应不断补充失去的 水。趁热抽滤，滤液立即转移至蒸发皿中。向蒸发皿中加入左右的硫酸鞍固体， 混合均匀，再加3mol/L H：SO,溶液调节PH为1-2,小火蒸发浓缩至表面出现微晶膜 为止，注意蒸发过程中不搅拌，防止暴沸，冷却至室温后抽滤。 三草酸合铁(皿)酸钾的制备
称取自制的硫酸亚铁鞍固体，放入250mL烧杯中，加入30mL去离子水和5-10 滴
3mol/L H’SOi溶液加热使之溶解。然后再加入50mL饱和草酸溶液(46mL),加 热至沸腾，
并不断搅拌、静置，便得到黄色FeC:O. - 2H：0沉淀，静置沉降后，用 倾析分离法弃去上清液，用去离子水洗涤沉淀，沉淀中加入20mL饱和的KCOi溶 液(8g/20mL),水浴加热至40°C,用滴管缓慢滴加20mL 6%的H4,边加边搅拌并 维持在40°C左右，溶液中有棕色氢氧化铁沉淀产生。加热至接近沸腾2-3min,冷 却到80°C左右，分两批次加入16mL饱和H：C:O., (16mL),先加入10mL,再慢慢边搅 拌边滴加剩下6mL,至沉淀消失，此时体系应变为亮绿色透明洛液，用表面皿盖 好，放在暗处，静置过夜。第二天自然冷却结晶析出晶体，晶体不多量的话可以 用冰水浴使之降温析出更多晶体。抽滤晶体，用滤纸吸去多余水分后称量晶体重 量并且计算产率。
3组成分析
含水量分析(重量分析法)
取两个洁净的称量瓶，做好标记后在no°c烘箱中干燥半小时，置于干燥器 中冷却至室温，在分析天平上准确称量。在已恒重的两个称量瓶中，各准确称取 产品，在
iio°c烘箱中干燥1小时，置于干燥器中冷却至室温，准确称量。再在110°C 烘箱中干
燥半小时，置于干燥器中冷却至室温，准确称量。直至质量恒重，两次 称量结果相差在±lmg之间。根据称量结果，计算结晶水的质量分数。
1号瓶 2号瓶 m】 m2 m3 10.7057- 10.6693 〜
3 1 二 --------------------------- ---- % 10.7057- 10.3897 8.9190- 8.8671
3 £ 二 ------------------- --- 二 %
8.9190-
8.4516
高铉酸钾法测C2O产和Fe”的含量
KMnOq溶液配制
称取高镭酸钾固体，充分溶解于lOOOmL水中，转移到棕色试剂瓶中贮存。摇 匀后即可标定和使用。KMnO4溶液标定
KMrO溶液标定
准确称取基准NazCcO,三份，分别置于已编好号的250mL锥形瓶中，加入50mL 蒸憎水和lOmL 3mol/L的硫酸溶液，加热将温度控制在70-80°C之间，趁热立即用 高镭酸钾溶液滴定。开始第一滴高猛酸钾加入后，褪色很慢，不断摇动锥形瓶, 待红色褪去后，再滴入第二滴，待溶液中产生了Mn‘后，反应速度加快，滴定速 率可适当加快，但仍需逐滴加入，接近终点时紫红色褪去很慢，应该慢滴，同时 充分摇动溶液，小心滴定至溶液出现粉红色30s不褪色为终点。记下高镒酸钾的
体积，平行滴定3份，体积差不超过2%。，以其平均值计算KMnO；溶液物质的量浓 度。
草酸钠质量 (g) Vi (mL) V2 (mL) A V(mL) 浓度(mol/L) 平均值 (mol/L) 2m
SV-M
M (Na:C:01) = 134g/mol
高猛酸钾滴定C2O42•含量
称取样品三份于已编好号的250mL烧杯中，加入30mL蒸镭水和10-15mL 3mol/L H：
SO,溶液，加热将温度控制在70-80°C之间，用已标定的高镭酸钾溶液滴 定至溶液出现
粉红色，30s不褪色为止。记下高镭酸钾的体积，平行滴定3份，要 求极差4%。。根据KMn0‘：溶液的体积，讣算样品中G0广含量。
样品质量（g） V] (mL) V2 (mL) A V(mL) W % % % 平均值 % 2・5xU・C・M z 八 3 二 ---- --- M （C2O42\"）
m（样品）
= mol
高镭酸钾滴定含量
将上面已测定过CQ-含量的锥形瓶加热，直至近沸，加分析纯锌粉还原，直 到溶液中
的黃色消失，加热溶液2min以上，使溶液中的Fe»离子已完全转化还原
成F/离子。趁热过滤，除去多余的锌粉，滤液放入另一干净的锥形瓶中，用15mL 温水洗涤锌粉和滤纸，使Fe〒定量转移到滤液中，并将洗涤液也一并收集在上述 锥形瓶中。再加入10-15niL 3mol/L H：SO』容液，加热至70-80C冒热气，用已标定 的高镭酸钾趁热滴定锥形瓶中含Fe‘的溶液，滴定至洛液出现粉红色，30s不褪色 为终点。根据消耗KMnO；溶液的体积，计算样品中铁的含量。 样品质#（g） Vi (mL) V2 (mL) A V(mL) % % % 平均值 % M (Fe) = mol CO 二 ----------- —
5XV-C-M m(样品)
EDTA法测含量 EDTA溶液配制
在250mL烧杯中称取，加入150-200mL去离子水，加热溶解，待洛液冷却后， 转入试剂瓶中，稀释至lOOOmL,充分摇匀，备用。
EDTA溶液标定
称取基准物于250mL烧杯中，加数滴水润湿，盖上表面皿，逐滴加入6mol/LHCl 溶液，边加边搅拌至恰好完全溶解，完全溶解后冲洗表面皿和杯壁，定量转移至 250mL容量瓶中，定容，摇匀。计算锌标准溶液的准确浓度。再用移液管准确移 取锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加约30mL去离子水，仔细滴加1 : 1阪・比0至开 始岀现白色沉淀，再加lOmLNHs -H：O-NH.C1缓冲溶液（配制方法：将54gNH>Cl溶于 适量水中，力H350mL 15 mol/L皿・H‘0,稀释至IL）、2-3滴锯黑T （配制方法： 将钻黑T溶于20mL三乙醇胺和80mL水中）指示剂，此时溶液呈酒红色，用待标定
的EDTA标准溶液滴定至溶液呈纯蓝色，记下所消耗的EDTA溶液的体积。重复平行 测定三次，计算EDTA标准溶液的浓度。
Vi (mL) V2 (mL) A V(mL) 浓度(mol/L) 平均值 m(ZnO) = IVI(ZnO) = mol C(EDTA)二
'
'V(EDTA)-M(ZnO)
-
EDTA滴定Fe”含量
准确称取已烘干的样品于250mL烧杯中，加入25mL水使样品溶解，加入6
mol/L氨水使Fe(0H)3沉淀完全，加热至70-80°C冒热气，趁热过滤，用10mL水洗 涤3
次，使沉淀全都转移到滤纸上，滴加3mol/L HC1溶液使沉淀溶解，加30mL去离 子水，再加入磺基水杨酸(50g/L) 2mL,用已标定过的EDTA标准溶液滴定至紫红 色变为淡黃色为终点，记下所消耗的EDTA溶液的体积。重复平行测定三份。根据 消耗的EDTA溶液的体积，计算样品中铁的含量。 样品质量(g) V] (mL) V2 (mL) A V(mL) 平均值 % % %
3(Fe)」(EDTA)・C(EDTA)・M(Fe) 冋罰
m
分光光度法测F/含量
空白溶液和系列标准溶液的配制
取6只50 ml容量瓶，编序号为1、2、3、4、5、6,用吸量管分别移取 ....... 的Fe\"标准溶液(100ug/mL,配制方法：准确称取硫酸亚铁(NH,):Fe (SO,):・6H：0 于烧杯中，加入1 mol/L HC1溶液，溶解后定量转移至250mL容量瓶中，再加 lmol/L HC1溶液，定容，摇匀)，依次加入1-6号容量瓶，再往每个容量瓶中加入 200g/L磺基水杨酸，然后滴加1 ： lNHs・乩0,使溶液由红色转变为稳定的黄色后 再过量ImL,定容，摇匀。 找出最大吸收波长并绘制标准曲线
用lcm比色皿，以1号空白溶液作参比，以4号标准溶液作待测液，在波长 400-500nm的范围内，每隔10nm测定一次吸光度，找出最大吸收波长X maxo在分 光光度计上选定最大吸收波长Xmax,用lcm比色皿，以1号空白溶液作参比，分 别测定2-6号标准系列溶液的吸光度。绘制A-c标准曲线。
A 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490
500
> •: U =4
0 1 2 3 1 5 A 0
样品中铁的测定
准确称取样品于100ml烧杯中，加入少量蒸憎水使样品溶解，定量转移至 250ml容量瓶中，用少量蒸镭水淋洗烧杯数次，一并转移至容量瓶中，定容，摇 匀。用吸量管移取溶液到50mL容量瓶中，加入L磺基水杨酸，然后滴加1 : lNHs旧O 使溶液由红色转变为稳定的黃色后再过量ImL，定容，摇匀。用lcm比色皿，以1 号空口溶液作参比，测量样品的吸光度。然后在标准曲线上查出相应的浓度，求 得样品中的铁的含量。
实验中称量样品，配好洛液后，测得样品吸光度Ar对应浓度ug/mL,m（Fe3-）
m （三价铁离子〉 ~m（样品）~
= X50X 100X
电导率的测定
°・1561g = % 0.1408g
称取左右的样品于100mL烧杯中，加少量去离子水溶解，定量转移到250ml 容量瓶中，用少量蒸镭水淋洗烧杯数次，一并转移至容量瓶中，定容，摇匀。量 取22mL溶液于大量筒中，加去离子水至100mL,混合均匀后测量溶液的电导率。
样品质量，测定的电导率为306 u s/cm,电离类型为为型
4结果与讨论
实验条件的控制
（1） （2） （3）
酸式滴定管再使用前一定要检漏，活塞处均匀涂好 测定结晶水含量时，笫一次称量的样品一定是干燥的。
高镭酸钾滴定GOf含量时，要等第一滴褪色后再滴下第二滴，温度不 能
过低，速度不能过快，防止产生MnO,沉淀。
（4） 高镭酸钾滴定Fe\"含量实验中，加热上步滴定好的溶液时，加热时间 不宜过长，防止MnO：产生。同时电炉加热溶液时，注意容器底部不要有水。
（5） 过滤锌粉时，由于锌粉很细，注意不要让锌粉掉入滤液中。 （6） 标定EDTA溶液实验中，滴加氨水时一定要缓慢滴加，滴加过快沉淀会 继续和氨水反应。 实验数据解释
样品结晶水含量为％,
叮鳥汁二，基本符合理论值，比理论值稍大的原 n（样
品）
因可能是样品中含有非结晶水。
实验测得GO产含量为％，比理论值偏大，原因可能为标定的高镒酸钾溶液浓 度偏高，滴定终点过量或者样品称量后有损失。
高镭酸钾法测得的Fe\"含量为％,比理论值偏小的原因可能是标定的高镭酸钾 溶液浓度偏低，同时过滤时损失部分滤液。
EDTA法测Fe”含量为％，接近理论值，偏小的原因可能是EDTA标定的浓度过低。
分光光度法测得Fe片含量是％,接近理论值，偏小的原因可能是标准曲线斜率 偏大。
实验测得其化学式为K3[(C2O4)]-
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