实验二十五　三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成和结构测定

【实验目的】

（1）掌握合成三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的方法和原理。

（2）通过综合性实验的基本训练，掌握确定化合物化学式的基本原理及方法。

（3）练习溶解、沉淀、过滤、蒸发、结晶等基本操作。

【实验原理】

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾（含三个结晶水）是亮绿色的单斜晶体，易溶于水，难溶于乙醇。在383K时失去结晶水，503K时分解。它又是光敏物质，见光易分解。

2K3［Fe（C2O4）3］2FeC2O4（s）+3K2C2O4+2CO2（g）　　（1）

其合成工艺路线有多种，本实验采用的方法是首先由硫酸亚铁铵与草酸反应制备草酸亚铁沉淀，此沉淀在草酸钾、过氧化氢和草酸的综合作用下生成三草酸合铁（Ⅲ）酸钾。

（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O+H2C2O4FeC2O4·2H2O（s）+（NH4）2SO4+H2SO4+2H2O　　（2）

6FeC2O4·2H2O+3H2O2+6K2C2O44K3［Fe（C2O4）3］+2Fe（OH）3（s）+12H2O　　（3）

2Fe（OH）3+3H2C2O4+3K2C2O42K3［Fe（C2O4）3］+6H2O　　（4）

生成的三草酸合铁（Ⅲ）酸钾用乙醇洗涤后自然晾干，即可析出三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的结晶。其后几步总反应式为：

2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O42K3［Fe（C2O4）3］·3H2O　　（5）

最后产物三草酸合铁（Ⅲ）酸钾要进行定性检测，分别验证K+、Fe3+和的存在。

【实验仪器与试剂】

仪器：托盘天平、烧杯、布氏漏斗、吸滤瓶、量筒，红外光谱仪。

试剂：H2SO4（3mol·L-1）、H2C2O4·2H2O（s）、（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O（s）、K2C2O4（饱和）、饱和酒石酸氢钠、KSCN（0.1mol·L-1）、FeCl3（0.1mol·L-1）、CaCl2（0.5mol·L-1）、H2O2（6％）、乙醇（95％），去离子水，饱和H2C2O4溶液，KBr。

材料：滤纸。

【实验步骤】

1.草酸亚铁的制备

称取5g硫酸亚铁铵放入150mL烧杯中，加入15mL去离子水，3滴3mol·L-1H2SO4，加热搅拌使之溶解。另加入25mL饱和H2C2O4溶液，加热至沸腾5min，静置，生成黄色沉淀，弃上清液（倾析法），用热去离子水洗涤沉淀三次，除去可溶性杂质。

2.三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备

向草酸亚铁沉淀中加入15mL饱和K2C2O4溶液，水浴加热至40℃，并逐滴滴加10mL 6％ H2O2溶液，不断搅拌。溶液变成深棕色，继续加热至沸腾，赶出过量的H2O2，再缓慢滴入饱和H2C2O4溶液至溶液变成亮绿色为止。溶液冷却后，加入95％乙醇10mL，在暗处放置，析出翠绿色晶体。减压过滤后再用少量乙醇洗涤产品，抽干，称量，计算产率。

3.产品的定性分析

①检测K+：在试管中取少量产物用去离子水溶解，再加入饱和酒石酸氢钠溶液1mL，充分振摇（可用玻璃棒摩擦试管内壁后放置片刻），观察现象。

②检测Fe3+：在试管中取少量产物用去离子水溶解，另取一支试管加入2滴0.1mol·L-1FeCl3溶液，再分别加入0.1mol·L-1KSCN溶液2滴，观察现象。

③检测：在试管中取少量产物加蒸馏水溶解，另取一支试管加入2滴饱和K2C2O4溶液，各加0.5mol·L-1CaCl2溶液2滴，观察现象有何不同。

④用红外光谱鉴定与结晶水

采用红外光谱仪测定产品的KBr压片，得到红外吸收光谱，根据谱图判断是否含有及结晶水。

【数据记录与处理】

①计算三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的理论产量。

②根据三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的实际产量计算产率。

=__________g

③检测K+、、Fe3+的位置，根据实验现象分析原因，现象记录于表2-23中。

【思考题】

（1）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾保存时应注意什么？

（2）为何将Fe2+转化为草酸盐沉淀后再进行氧化？先将Fe2+氧化成Fe3+再与草酸钾形成沉淀会有什么影响？

（3）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的结晶水还可以用什么方法检测？

【注意事项】

（1）加过氧化氢氧化时应控制温度在40℃（水浴），防止过氧化氢高温分解。

（2）为了防止Fe（Ⅱ）水解和氧化，硫酸亚铁铵溶解时应加少量的H2SO4。