三草酸合铁酸钾的制备及检验

一、实验目的

（1）制备三草酸合铁 （Ⅲ）酸钾，学习简单配合物的制备方法。

（2）练习用 “溶剂替换法”进行结晶的操作。

（3）进一步掌握配离子和简单离子的区别。

二、实验原理

本实验是用铁 （Ⅱ）盐与草酸反应制备难溶的Fe C2O4·2H2O，然后在有K2C2O4存在下，用H2O2将Fe C2O4氧化成K3［Fe（C2O4）3］，同时有Fe（OH）3生成，加适量的H2C2O4溶液，可使其转化成配合物。主要反应如下：

三草酸合铁 （Ⅲ）酸钾是翠绿色单斜晶体，溶于水而难溶于乙醇，往该化合物的水溶液中加入乙醇后，可析出K3［Fe（C2O4）3］·3H2O结晶，它是光敏物质，见光易分解。

配离子在水溶液中存在下面的配位平衡：

由其稳定常数可知，溶液中自由的Fe3＋和C2O2－4含量很少，绝大部分都存在于Fe（C2O4）3－3配离子中。

三、仪器和试剂

1．仪器

台秤、布氏漏斗、吸滤瓶、干燥器、称量瓶。

2．试剂

Fe SO4·7H2O（s）、H2SO4（3mol／dm3）、H2C2O4（1mol／dm3）、K2C2O4（饱和，1mol／dm3）、H2O2（6％）、HCl（6mol／dm3）、K3Fe（CN）6溶液、Na HC4H4O6（饱和）、Ca Cl2 （0．5mol／dm3）、Fe Cl3（0．2mol／dm3）、KSCN（1mol／dm3）。

四、实验内容

1．制备三草酸合铁 （Ⅲ）酸钾

称取4g Fe SO4·7H2O晶体于烧杯中，加数滴3mol／dm3H2SO4（防止该固体溶于水时水解）及15cm3去离子水，加热使其溶解，然后加入20cm31mol／dm3H2C2O4，加热至沸，同时不断搅拌以免暴沸，维持微沸约4min后停止加热 （证实沉淀反应基本完全），静置。待黄色Fe C2O4·2H2O晶体充分沉降后，倾析弃去上层清液，晶体用少量去离子水洗涤2～3次。

加10cm3饱和K2C2O4溶液至盛有洗净的Fe C2O4·2H2O晶体的烧杯中，并将烧杯放在40℃左右的热水中，用滴管慢慢加入10cm36％的H2O2溶液，边加边充分搅拌，此时有沉淀生成 （是什么物质？）。加完H2O2后，取1滴所得悬浊液于点滴板中，加1滴K3Fe（CN）6溶液，如果出现蓝色，说明还有Fe2＋，需再加入H2O2，至检验不到Fe2＋。

证实Fe2＋已氧化完全后，将溶液加热至沸 （加热过程要充分搅拌）以去除过量H2O2，并分两次加入8～9cm31mol／dm3H2C2O4，第一次加入7cm3，然后将剩余的慢慢滴入至沉淀溶解。此时溶液呈翠绿色，p H值为4～5。

往所得透明的绿色溶液中加入10cm3乙醇，将烧杯盖好，在暗处放置数小时后，即有K3［Fe（C2O4）3］·3H2O晶体析出，减压过滤，往晶体上滴少量乙醇，继续抽干，称重，计算产率。

2．确定配合物的内外界

称取0．5g产品溶于10cm3去离子水中，供下面实验用。

（1）检定K＋。取少量1mol／dm3K2C2O4及产品溶液，分别与饱和酒石酸氢钠Na HC4H4O6溶液作用。充分摇匀，观察现象是否相同。如果现象不明显，可用玻璃棒摩擦试管内壁，稍等，再观察。

（2）检定C2O2－4。在少量1mol／dm3K2C2O4及产品溶液中分别加入2滴0．5mol／dm3 Ca Cl2溶液，观察现象有何不同？

（3）检定Fe3＋。在少量0．2mol／dm3Fe Cl3及产品溶液中，分别加入1滴1mol／dm3 KSCN溶液，观察现象有何不同？

综合以上实验现象，确定所制得的配合物中哪种离子在内界，哪种离子在外界？

五、注意事项

（1）在Fe SO4溶液中，加数滴H2SO4酸化，以防Fe SO4水解。酸性太强，不利于Fe C2O4·2H2O沉淀生成。

（2）温度太高能促使H2O2分解，因此一般控制在40℃。

（3）Fe2＋一定要氧化完全，如果Fe C2O4·2H2O未氧化完全，即使加再多的H2C2O4溶液，也不能使溶液变透明，此时应采取趁热过滤，或往沉淀上再加H2O2等补救措施。

（4）控制好反应后K3［Fe（C2O4）3］的总体积，以对结晶有利。

六、思考题

（1）请设计一实验，验证K3［Fe（C2O4）3］·3H2O是光敏物质，这一性质有何实用意义？制得的K3［Fe（C2O4）3］·3H2O应如何保存？

（2）制得草酸亚铁后，要洗去哪些杂质？

（3）能否直接由Fe3＋制备K3［Fe（C2O4）3］？有无更佳制备方法？

（4）为什么要加H2C2O4，且分两次加入？H2C2O4过量后有何影响？