(十四)草酸亚铁的制备与组成测定A4

草酸铁制备
草酸铁的制备方法有很多，以下列举部分方法供参考：
- 由草酸铵与硫酸亚铁反应而得：
- 将草酸铵和硫酸亚铁晶体分别溶解于水，过滤。

- 将草酸铵溶液加入硫酸亚铁溶液中，在不锈钢反应锅中连续搅拌，生成浅黄色的草酸亚铁沉淀。

- 静置8-10小时，将上层清液分出，草酸亚铁浆料经离心分离，热水洗涤，85-95℃干燥，即为成品。

- 往二价铁盐水溶液中加入草酸或草酸钾水溶液，即得二水草酸亚铁。

- 将草酸的乙醇溶液和氯化铁的乙醇溶液混合，可得到草酸铁。

如果你想了解更具体的制备方法和步骤，建议查阅相关的化学书籍或参考专业的化学实验报告。

草酸亚铁制备及组分测定综合实验之更新探索张利;张卫;韩莉;宰建陶;陈虹锦;马荔【摘要】在实验教学中,增加综合性实验内容,开设研究性、探索性和创新性综合实验是化学专业人才培养的重要组成部分.改革更新\"草酸亚铁制备及组成测定\"的实验方法,并以此创新综合实验为例,引导学生综合运用所学理论知识设计并优选实验方案.通过综合实验的训练,加深学生对实验及科研方法的理解,提高其实验技能及合作交流的能力.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2019(034)005【总页数】4页(P42-45)【关键词】综合实验;实验方法改进;草酸亚铁制备和组分测定【作者】张利;张卫;韩莉;宰建陶;陈虹锦;马荔【作者单位】上海交通大学化学与化工学院,上海 200240;上海交通大学化学与化工学院,上海 200240;上海交通大学化学与化工学院,上海 200240;上海交通大学化学与化工学院,上海 200240;上海交通大学化学与化工学院,上海 200240;上海交通大学化学与化工学院,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】G64;O61 概述无机与分析化学实验是一门重要的基础实验课程，是化学近源类专业的必修课程。

对于学生掌握基本实验技能、理解化学基本原理、培养综合能力和创新精神，以及初步形成科研能力都起着重要的作用[1]。

在学生掌握基本实验技能后，让学生完成一些综合设计性实验，不仅能够使学生将基础化学理论知识和各种实验技能相结合，还能培养学生提出问题、解决问题的综合实验能力[2，3]。

因此，开发系列综合实验尤为重要。

草酸亚铁制备及组分测定实验是较典型的综合实验[4]。

已有的文献[5，6]中，讨论草酸亚铁制备的条件较多，产品组分测定都是采用高锰酸钾滴定法，先测Fe2+和的总量，再用锌粉把Fe3+还原成Fe2+，再用高锰酸钾测定Fe2+的含量。

根据前后消耗高锰酸钾溶液的体积，计算出的质量分数，进一步推算出草酸亚铁的化学式。

草酸亚铁的制备和组成测定1、拟定实验步骤、制备3g干燥的草酸亚铁固体（使用硫酸亚铁铵、草酸）【参考三草酸合铁酸钾制备】2、如何尽快得到干燥的固体，在过滤和洗涤操作过程中应注意什么？3、草酸亚铁的组成测定。

【参考COD测定、Fe含量测定】主要测定草酸根和铁的比例，进而计算硫酸亚铁铵的百分含量。

主要使用0.02mol/l KMnO4溶液滴定。

辅助试剂自定。

注意详细实验步骤、实验数据。

需要讨论的问题：（分组各位老师根据班级的情况自定）1、用0.02mol/l KMnO4溶液滴定，体积约是多少ml？滴定时要控制温度，在多少℃~多少℃时进行？有没有让反应更快的因素，怎样做呢？2、用KMnO4溶液滴定测定的是哪些组分？哪一个组分先反应？为什么？3、KMnO4溶液标定的具体步骤；（参考COD测定和Fe含量测定）有啥注意事项？4、样品的准备：称取样品g?样品溶解的方法和试剂?用什么玻璃仪器配制溶液？5、氧化还原滴定法测定各组分的过程中是要酸化的，用什么酸比较好，为什么？6、测定Fe共有哪些方法？你认为采用哪一种方法更方便？7、测定Fe，如果采用KMnO4溶液滴定法是需要前处理的，用哪一种还原剂较好？8、测定Fe，如果是邻二氮菲测定，根据邻二氮菲分光光度法测定Fe的实验的标准曲线数据，计算称取草酸亚铁的量（配制250ml容量瓶，浓度约20ug/ml，想想为什么是20ug/ml？）9、计算你制得的硫酸亚铁铵的真正的百分含量的公式。

10、草酸亚铁的性质。

1. 制备称取自制的硫酸亚铁铵18g 于400cm3烧杯中，加入90cm3水6cm3 2mol ·dm-3H2SO4酸化，加热溶解，向此溶液中加入120cm3 1mol ·dm-3H2C2O4溶液，将溶液加热至沸，不断搅拌，以免爆沸，有黄色沉淀析出（让沉淀尽量沉降），静置，倾出上清液，加入60cm3蒸馏水，并加热，充分洗涤沉淀，抽滤（将产品在漏斗中铺平），抽干，再用丙酮洗涤固体产品两遍，抽干并晾干（用玻棒检查不沾玻棒后），称量。

草酸亚铁的制备和组成测定1、拟定实验步骤、制备3g干燥的草酸亚铁固体（使用硫酸亚铁铵、草酸）【参考三草酸合铁酸钾制备】2、如何尽快得到干燥的固体，在过滤和洗涤操作过程中应注意什么？3、草酸亚铁的组成测定。

【参考COD测定、Fe含量测定】主要测定草酸根和铁的比例主要使用0.02mol/l KMnO4溶液滴定。

辅助试剂自定。

注意详细实验步骤、实验数据。

预习报告给分点：1、制备和测定的原理是否写清楚？2、各种数据是否有？3、实验步骤是否全？（制备、干燥、测定总量、测定Fe量、标定KMnO4）4、实验表格5、注意事项注意回答以下问题：1、称取样品0.18~0.2g，用0.02mol/lKMnO4溶液滴定，体积大约是多少？2、氧化还原滴定法测定各组分的过程中是要酸化的，用什么酸比较好，为什么？3、为什么滴定在65~85℃时进行？4、测定Fe有哪些方法？你认为采用哪一种方法更方便？5、测定Fe，如果采用滴定法是需要前处理的，用哪一种还原剂较好？6、测定Fe，如果是邻二氮菲测定，根据上次实验的标准曲线数据，计算称取草酸亚铁的量（配制250ml容量瓶）7、KMnO4不是基准物，所以在使用的时候，必须标定。

怎样标定？（参考COD测定和Fe含量测定）实验具体方案：1、制备：称取5g硫酸亚铁铵于250ml烧杯中，加入15ml去离子水和5d2mol/lH2SO4，，加热使其溶解，加入20ml饱和H2C2O4，加热至沸。

静置，的黄色Fe2C2O4.2H2O晶体。

抽滤（2层滤纸），用温水和无水乙醇洗涤。

晾干。

2、测定（1）准确称取1.8~2.0g样品，溶于20mlH2SO4，在水浴中加热（水浴中近沸）溶解，配成250.00ml溶液。

取25.00ml用H2SO4-H3PO4酸化，KMnO4滴定，至浅粉色。

记录使用数据。

（2）KMnO4标定：称取草酸钠 1.4~1.5g，溶解定容250ml容量瓶中。

取25.00ml于锥形瓶中，加入10mlH2SO4，加热至85℃左右，滴定，至浅粉色。

硫酸钙溶度积常数的测定——离子交换法：
思考题：1(1). 确保收集全部交换下来的H+
(2). 流速过快，交换不完全，H+偏少
(3). CaSO4饱和溶液有大量固体，为保证交换的溶液浓度不变，需要“干过滤”
(4). K sp = [Ca2+][SO42-]=1/4[H+]225mL= 4[H+]2100mL
(5). a 不影响
b H+浓度偏小，Ksp偏小
c H+浓度偏小，Ksp偏小
2. (1). HCl; HNO3
(2). 不能，BaSO4的Ksp太小，交换得到H+浓度太小，误差较大
硫酸亚铁铵的制备
思考题：Fe（3g/0.054mol），理论生成8.16gFeSO4，按质量比1：0.75加入硫酸铵（6.12g/0.047mol）。

硫酸铵物质的量少，应以其为准计算产量（虽然Fe粉含有极少量杂质，且未完全反应，但是物质的量也应多于硫酸铵）。

草酸亚铁的制备及组成测定
数据处理：设Fe x (C2O4)y ·n H2O
55.84x + 88.01y + 18.02n = m
x = 5V2 * C KMnO4 y = 5/2(V1-V2) * C KMnO4
思考题：1.非氧化性酸（如稀硫酸）分解金属铁。

非金属杂质As、P、S生成AsH3、PH3、H2S排出，金属杂质生成难溶性硫酸盐与固体不溶物过滤（抽滤）除去。

2.Zn粉做还原剂。

过量的Zn粉过滤除去。

还原反应完成的标志是：用KSCN在点滴板上检验一滴溶液，溶液不立即出现红色。

3.不能带有草酸盐沉淀，C2O42-能与KMnO4反应，使滴定结果偏大。

实验二十三 铁化合物的制备及组成测定（二）草酸亚铁的制备与组成测定【目的要求】1、以硫酸亚铁铵为原料制备草酸亚铁并测定其化学式；2、了解高锰酸钾法测定那个铁及草酸根含量的方法。

【实验原理】制备反应：44242224242424242FeSO (NH )SO 6H O H C O FeC O H O (NH )SO H SO H O n ⋅⋅+−−−→⋅+++;测定反应：2+232244225Fe +5C O 3MnO 24H 5Fe 10CO 3Mn 12H O --+++++−−−→+++；滴定时，先用标准高锰酸钾溶液将Fe 2+、C 2O 42-全部滴定出，然后用Zn 粉还原Fe 3+，用标准高锰酸钾溶液将Fe 2+滴定出。

【实验步骤】1、称取FeSO 4·(NH 4)2SO 4·6H 2O 6.0g 于200mL 小烧杯中，加入 30mL 水和2mL 2 mol·L -1的H 2SO 4溶液酸化，加热溶解。

2、向此溶液中加入40mL 1 mol·L -1的H 2C 2O 4溶液，将溶液加热至沸，不断搅拌，以免暴沸，待有黄色沉淀析出并沉淀后，静置。

3、倾出上清液，加入40mL 水，并加热，充分洗涤沉淀，抽滤，将产品铺平，抽干，用丙酮洗涤固体两次，抽干并晾干。

4、准确称量草酸亚铁0.12~0.14g ，于250mL 锥形瓶中，加入25mL 2 mol·L -1的H 2SO 4溶液，使样品溶解，加热至40~50℃。

5、用标准KMnO 4溶液滴定，溶液由无色变为黄绿色继而最终变为淡紫色并且30s 不退色则达到滴定终点，记录读数V 1。

6、向此溶液中加入2g Zn 粉和5mL 2 mol·L -1的H 2SO 4溶液，煮沸约10min 。

用KSCN 溶液在点滴板上检验点滴液，若溶液不立刻变红，则进行步骤7，如果立刻变红，则应继续煮沸几分钟。

设计实验方案证明草酸亚铁含有亚铁离子和草酸根子一、实验目的：12、巩固、提高和考察一些常用实验仪器的使用等基本操作二、实验原理H2C2O4为有机弱酸，可以和NaOH发生如下反应：H2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 + 2H2O 用酚酞做指示剂NaOH标准溶液采用间接配制法配制，以邻苯二甲酸氢钾标定：COOK + NaoH = COOK + H2O用酚酞作指示剂三、仪器和药品1、仪器：电子天平（0.0001g）、碱式滴定管（50ml）、移液管（20ml）、容量瓶（100ml）、锥形瓶（250ml）、小烧杯、铁架台、洗瓶、玻璃棒、吸耳球等2、药品：NaOH、邻苯二甲酸氢钾、草酸试样、酚酞指示剂四、操作方法一、NaOH标准溶液的配制与标定1、NaOH的称量、溶解与溶液的配制NaOH标准溶液的配制用台称称取NaOH 1.0g于100ml烧杯中，加入50ml蒸馏水，搅拌使其溶解。

移入500ml试剂瓶中，再加入200ml蒸馏水，用橡皮塞塞好，摇匀。

2、NaOH标准溶液的标定准确称取0.4—0.5g邻苯二甲酸氢钾三份，溶解，用酚酞做指示剂，用NaOH标准溶液滴定，根据下式计算NaOH标准溶液浓度，取三次测定值的平均值。

CNaOHmKHC8H4O4 MKHC8H4O4VNaOH二、 H2C2O4含量测定准确称取0.5g左右草酸式样，置于小烧杯中，加入20ml蒸馏水溶解，然后定量地转入100ml 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

用20ml移液管移取式样溶液于250ml锥形瓶中，加入酚酞试剂1——2滴，用NaOH标准溶液滴定至溶液显微红色，半分钟内不褪色即为终点，重复上述操作3次。

根据下式计算H2C2O4含量WH2C2O4?(cv)NaOH?90.04 20.2m样?.00取3次测定的平均值。

19．草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）是⼀种浅黄⾊固体，难溶于⽔，受热易分解，是⽣产锂电池的原材料，也常⽤作分析试剂及显影剂等，其制备流程如下：（1）配制（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O溶液时，需加少量硫酸，⽬的是抑制Fe2+⽔解．（2）沉淀时发⽣反应的化学⽅程式为（NH4）2Fe（SO4）2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4+（NH4）2SO4．（3）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴⼊⼏滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液的颜⾊由紫红⾊变为棕黄⾊，同时有⽓体⽣成．这说明草酸亚铁晶体具有还原（填“氧化”或“还原”）性．若反应中消耗1mol FeC2O4•2H2O，则参加反应的n（KMnO4）为0.6 mol．（4）称取3.60g草酸亚铁晶体（摩尔质量是180g•mol-1）⽤热重法对其进⾏热分解，得到剩余固体质量随温度变化的曲线如图所⽰：①过程Ⅰ发⽣反应的化学⽅程式为FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O．②300℃时剩余固体是铁的⼀种氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式草酸亚铁晶体中的铁元素质量为：3.6g×$\frac{56} {180}$×100%=1.12g，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为：1.60g-1.12g=0.48g，铁元素和氧元素的质量⽐为：1.12g：0.48g=7：3，设铁的氧化物的化学式为Fe x O y，则有：56x：16y=7：3，x：y=2：3，铁的氧化物的化学式为Fe2O3．（写出计算过程）．分析在稀硫酸溶液中配置硫酸亚铁氨，加⼊草酸沉淀沉淀亚铁离⼦⽣成草酸亚铁，静置倾去上层溶液后处理得到草酸晶体，（1）配制（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O溶液时，需加少量硫酸的⽬的是抑制其⽔解；（2）沉淀时发⽣反应硫酸亚铁氨溶液中加⼊草酸反应⽣成草酸亚铁沉淀、硫酸和硫酸氨；（3）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴⼊⼏滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜⾊逐渐变为棕黄⾊，并检测到CO2⽣成．说明草酸亚铁被氧化为铁离⼦、⼆氧化碳⽓体，草酸亚铁具有还原性，依据电⼦守恒计算得到消耗的⾼锰酸钾物质的量；（4）根据图中提供的信息，通过计算可以判断反应的化学⽅程式和物质的化学式；①过程Ⅰ发⽣的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶⽔；②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为：3.6g×$\frac{56}{180}$×100%=1.12g，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为：1.60g-1.12g=0.48g，铁元素和氧元素的质量⽐为：1.12g：0.48g=7：3，据此计算书写化学式．解答解：（1）配制（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O溶液时，溶液中亚铁离⼦⽔解显酸性，需加少量硫酸的⽬的是抑制其⽔解，故答案为：抑制Fe2+⽔解；（2）沉淀时发⽣反应硫酸亚铁氨溶液中加⼊草酸反应⽣成草酸亚铁沉淀、硫酸和硫酸氨，反应的化学⽅程式依据原⼦守恒配平写出为：（NH4）2Fe（SO4）2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4+（NH4）2SO4，故答案为：（NH4）2Fe（SO4）2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4+（NH4）2SO4；（3）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴⼊⼏滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜⾊逐渐变为棕黄⾊，并检测到CO2⽣成．说明草酸亚铁被氧化为铁离⼦、⼆氧化碳⽓体，草酸亚铁具有还原性，依据电⼦守恒计算得到消耗的⾼锰酸钾物质的量，依据氧化还原反应电⼦守恒原⼦守恒配平书写离⼦⽅程式为5Fe2++5C2O42-+3MnO4-+24H+=5Fe3++3Mn2++5CO2↑+12H2O，消耗1mol FeC2O4•2H2O，则参加反应的KMnO4为0.6mol；故答案为：还原性；0.6；（4）①通过剩余固体的质量可知，过程Ⅰ发⽣的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶⽔，反应的化学⽅程式为：FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O故答案为：FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O；②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为：3.6g×$\frac{56}{180}$×100%=1.12g，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为：1.60g-1.12g=0.48g，铁元素和氧元素的质量⽐为：1.12g：0.48g=7：3，设铁的氧化物的化学式为Fe x O y，则有：56x：16y=7：3，x：y=2：3，铁的氧化物的化学式为Fe2O3．故答案为：Fe2O3．点评本题考查了铁及其化合物性质的实验验证和实验分析判断，定量计算，图象分析是解题关键，题⽬难度较⼤．。