综合实验

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成

实验原理

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾为亮绿色单斜晶体，易溶于水而难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。受热时，在110?C下可失去结晶水，到230?C即分解。该配合物为光敏物质，光照下易分解。

利用(NH4)2Fe(SO4)2和H2C2O4反应制取FeC2O4：

(NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 = FeC2O4↓ + (NH4)2SO4 + H2SO4

在过量K2C2O4存在下，用H2O2氧化FeC2O4即可制得产物：

6FeC2O4 + 3H2O2 + 6K2C2O4 = 2Fe(OH)3↓ + 4K3[Fe(C2O4)3]

反应中产生的Fe(OH)3可加入适量的H2C2O4也将其转化为产物：

2Fe(OH)3 + 3H2C2O4 + 3K2C2O4 = 2K3[Fe(C2O4)3] + 6H2O

2、产物的定量分析

用KMnO4法测定产品中的Fe3+含量和C2O42-的含量，并确定Fe3+和C2O42-的配位比。在酸性介质中，用KMnO4标准溶液滴定试液中的C2O42-，根据KMnO4标准溶液的消耗量可直接计算出C2O42-的质量分数，其反应式为：

5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2+2Mn2++8H2O

在上述测定草酸根后剩余的溶液中，用锌粉将Fe3+还原为Fe2+，再利用KMnO4标准溶

液滴定Fe2+，其反应式为：

Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+

5Fe3++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

根据KMnO4标准溶液的消耗量，可计算出Fe3+的质量分数。

根据

n(Fe3+):n(C2O42-)=[ω(Fe3+)/55.8]:[ω(C2O42-)/88.0] 可确定Fe3+与C2O42-的配位比。

2.根据三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的性质，应如何保存该化合物？

答：应置于干燥器中避光保存。

3. 在制备K3Fe[(C2O4)3]·3H2O的过程中，使用的氧化剂是什么？有什么

好处？使用时应注意什么？如何保证Fe(II)转化完全？

答：过氧化氢。对环境无污染。使用时应注意控制温度在40摄氏度，防止过氧化氢因温度过高而分解。为了保证转化完全，在氧化过程中应不断搅拌。

1.合成过程中，滴完H2O2后为什么还要煮沸溶液?

答：除去过量的过氧化氢。煮沸时间不能过长，否则会因氢氧化铁的团聚而使得颗粒较粗大且致密，导致酸溶配位反应速度缓慢，影响产品的产率及纯度。1、如果制得的三草酸合铁（Ⅲ)酸钾中含有较多的杂质离子，对三草酸合铁（Ⅲ)

酸钾离子类型的测定将有何影响?

2、氧化FeC2O4·2H2O时，氧化温度控制在40℃，不能太高。为什么？

氧化FeC2O4·2H2O时，氧化温度不能太高（保持在40℃），以免H2O2分解，同时需不断搅拌，使Fe2+充分被氧化。

实验三海带中碘的提取及分析

三、实验原理

海带中的碘主要以碱金属碘化物和有机碘化物形式存在。利用灰化法将海带中有机碘化物转化为碘化物的形式，溶解过滤。在碱性条件下，海带中I-离子被

KMnO

4氧化为IO

3

-（过量的KMnO

4

在弱酸条件下用(COOH)

2

溶液除去）。然后在酸性

条件下，加入KI与IO

3-反应生成I

2

，再用Na

2

S

2

O

3

溶液滴定。

所涉及的化学反应方程式为：

I- + 6MnO

4- + 6OH- = IO

3

- + 6MnO

4

2- + 3H

2

O

5(COOH)

2 + 2 MnO

4

- + 6H+ = 2Mn2+ + 10CO

2

+ 8H

2

O

IO

3

- + 5 I- + 6H+ = 3I

2

+ 3H

2

O

I

2

+ I- = I

3

-

I

2

+ 2S

2

O

3

2- = 2I- + S

4

O

6

2-

1. 为什么要将海带进行灼烧？灼烧后海带中的碘主要以何种形式存在？

海带中的碘主要以碱金属碘化物和有机碘化物形式存在。利用灰化法将海带中有机碘化物转化为碘化物的形式。

2. 如何配制和保存Na

2S

2

O

3

溶液？

用五水硫代硫酸钠溶于新煮沸放冷的蒸馏水，并在溶液中加入少量的碳酸钠，放置几天天，待溶液浓度趋于稳定后再用，贮存于棕色试剂瓶中，密封避光

放置。（保持碱性环境：S

2O

3

2-是弱酸根，酸性环境下不稳定，隔绝空气：S

2

O

3

2-

有强还原性，会被空气中的氧气氧化）

4. 用Na

2S

2

O

3

标准溶液滴定样品溶液时，淀粉指示剂应何时加入，为什么？

4. 淀粉溶液中的淀粉是大分子结构，滴定前的碘浓度较高，淀粉大分子对碘有吸附、包裹的作用，使碘不能定量完全反应，导致结果偏低。通常是滴定至终

点前，即成淡黄色时，再加入淀粉。这时碘的浓度较低，上述作用发挥不完全，使结果相对准确。

五水硫代硫酸钠的合成

五水硫代硫酸钠为无色透明单斜晶体，空气中加热易分解成硫酸钠和二氧化硫，易溶于水但不溶于乙醇。反应式为：Na2SO3 + S + 5H2O = Na2S2O3 ·5H2O

1：硫磺粉稍有过量，为什么?

增加反应的产率。硫磺价格便宜。

2.如果没有晶体析出，该如何处理？

（1）加入少量晶种；（2）用玻璃棒摩擦烧杯壁；（3）降低温度。

3.蒸发浓缩时，为什么不可将溶液蒸干？

脱色。

4.为什么加入乙醇？目的何在？

降低水的表面张力，增大亚硫酸钠与硫磺的接触机会，增加反应速度，减少反应时间。

1.反应过程中，为何要保持剧烈沸腾?

答：为了提高反应物温度，提高实验产率。

2.投入一颗硫代硫酸钠晶体的目的是什么？

5.差热峰的方向与样品吸放热的关系：

差热峰的方向和两个因素有关，首先，差热分析中是以参比物还是试样为基准来算差值（即TS-TR=ΔT还是TR -TS =ΔT）；其次，发生的反应本身是吸热还是放热的。在本次实验中以试样为基准，由于是吸热反应，因此差热峰向下。

1. DTA实验中如何选择参比物？常用的参比物有哪些？

要获得平稳的基线，参比物的选择很重要。要求参比物在加热或冷却过程中不发生任何变化，在整个升温过程中参比物的比热、导热系数、粒度尽可能与试样一致或相近。

常用三氧化二铝（α-Al2O3）或煅烧过的氧化镁或石英砂作参比物。如分

析试样为金属，也可以用金属镍粉作参比物。如果试样与参比物的热性质相差很远，则可用稀释试样的方法解决，主要是减少反应剧烈程度；如果试样加热过程中有气体产生时，可以减少气体大量出现，以免使试样冲出。选择的稀释剂不能与试样有任何化学反应或催化反应，常用的稀释剂有SiC、Al2O3等。

2. 差热曲线的形状与那些因素有关？影响差热分析结果的主要因素是什么？

（1）气氛和压力的选择（2）升温速率的影响和选择（3）试样的预处理及用量（4）参比物的选择

除上述外还有许多因素，诸如样品管的材料、大小和形状、热电偶的材质以及热电偶插在试样和参比物中的位置等都是应该考虑的因素。

无水乙醇饱和蒸汽压的测定

1：真空泵在开关之前为什么要先通大气？：

答案：保护真空泵，防止真空泵油被倒抽出来而损坏真空泵。

2：本实验中缓冲压力罐有什么作用？

答案：缓冲压力和调节压力。

3：如何判断等压计中的空气已被抽尽？

答案：重新抽气3分钟，若同一温度下两次压力读数相同则说明等压计中的空气已被抽尽。

4：如何判断等压计中的气体和液体已达气液平衡？

答案：等压计中的B、C两管液面不再移动。

乙酸乙酯的制备

三、反应原理：

主反应

副反应

1、 酯化反应有什么特点？ 实验中如何创造条件使酯化反应尽量向生成物的方向进行？

答：酯化反应为可逆反应，反应进行慢且需要酸催化。为提高产率，本实验中采用增加醇的用量、不断将产物酯和水蒸出、加大浓硫酸用量的措施，使平衡向右移动。

2、 本实验若采用醋酸过量的做法是否合适？为什么？

答：不合适，因为使平衡向生成物一方移动，使用过量的酸不好，因为酸不能与酯共沸

3、 蒸出的粗乙酸乙脂中主要有哪些杂质？如何除去？

答：主要杂质有乙醚、乙醇、乙酸和水等。由于乙醚沸点低，在多次洗涤中，极易挥发掉；使用饱和的Na2CO3溶液洗涤除去乙酸；紧跟着用饱和NaCl 溶液洗涤除去残留的Na2CO3溶液，然后用饱和CaCl2溶液直接洗涤除去少量的乙醇。 2CH 3CH 2OH 140o C CH 3CH 2OCH 2CH 3+H 2O H 2SO 4CH 3CH 2OH 170o C +H 2O

H 2SO 4

CH 2CH 2CH 3COOH +C 2H 5OH 浓H 2SO 4120℃CH 3COOC 2H 5+H 2O

4、实验中使用浓硫酸的作用？

答：反应中，浓硫酸除了起催化剂作用外，还吸收反应生成的水，有利于酯的生成。

5、能否用浓氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？

答：不可以，使用浓氢氧化钠溶液可以使乙酸乙酯发生水解，降低产率。6、为什么用饱和碳酸钠溶液洗涤时要小量分批加入，并不断摇动接受器？

答：因为乙酸乙酯粗产品中含有乙酸，乙酸与饱和碳酸钠溶液反应生成二氧化碳，如果一次加入，反应剧烈，所以必须要小量分批加入，并不断摇动接受器，使乙酸与碳酸钠温和的反应。

7、实验中用饱和食盐水洗涤，是否可用水代替?

答：不可以，由于乙酸乙酯在水中有一定的溶解度，为了尽可能减少由此而造成的损失，所以采用饱和食盐水进行洗涤。

8.为何本实验要在恒温条件进行，而CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？

答：因为反应速率k受温度的影响大，（kT+10）/kT=2~4，若反应过程中温度变化比较大，则测定的结果产生的误差较大；反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的，防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。

9.为什么CH3COOC2H5和NaOH起始浓度必须相同，如果不同，试问怎样计算k 值？如何从实验结果来验证乙酸乙酯反应为二级反应？

答：因为乙酸乙酯的皂化反应是二级反应，为了简化计算，采用反应物起始浓度相同。如果不同，则k=1/t(a-b)·ln[b(a-x)/a(b-x)]。选择不同浓度的CH3COOC2H5和NaOH溶液，测定不同浓度的反应物在相同反应条件下的反应速率。

10.如果两溶液均为浓溶液，能否用相同的方法求k值？为什么？

答：不能。因为实验原理成立的先决条件是电导与浓度成正比例关系，如果为浓溶液，则电导很低，试验将无法进行。

11、为什么氢氧化钠和乙酸乙酯的浓度必须足够低？

答：实验原理成立的先决条件是电导与浓度成正比例关系，而其中的比例系数K=∧m/Kcell，若使K成为与浓度无关的常数，需将∧m以∧m∞代替，则要求电

解质的浓度足够稀。

2 .反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯为二级反应?

答：保证实验条件完全相同的情况下，采用不同浓度的CH3COOC2H5和NaOH 进行实验，比较实验的反应速率常数来证明乙酸乙酯皂化反应为二级反应。

3. 乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果？

答：实验采用稀溶液在超级恒温水浴中进行，并反应前水浴槽恒温10分钟才进行实验，NaOH和CH3COOC2H5溶液在混合前还要预先恒温10分钟，以保证整个实验过程都在相对稳定的温度下进行。

乙酰水杨酸的制备

水杨酸分子中含羟基（—OH）、羧基（—COOH），具有双官能团。本实验采用以强酸为硫酸[1]为催化剂，以乙酐为乙酰化试剂，与水杨酸的酚羟基发生酰化作用形成酯。反应如下：

M=138.12 M=102.09 M=180.15

引入酰基的试剂叫酰化试剂，常用的乙酰化试剂有乙酰氯、乙酐、冰乙酸。本实验选用经济合理而反应较快的乙酐作酰化剂。

制备的粗产品不纯，除上面两副产品外，可能还有没有反应的水杨酸等杂质。

本实验用FeCl3检查产品的纯度，此外还可采用测定熔点的方法检测纯度。杂质中有未反应完酚羟基，遇FeCl3呈紫蓝色。如果在产品中加入一定量的FeCl3，无颜色变化，则认为纯度基本达到要求。

七、注意事项

1、要按照书上的顺序加样。否则，如果先加水杨酸和浓硫酸，水杨酸就会被氧

化。

2、本实验的几次结晶都比较困难，要有耐心。在冰水冷却下，用玻棒充分磨擦

器皿壁，才能结晶出来。

3、由于产品微溶于水，所以水洗时，要用少量冷水洗涤，用水不能太多。

4、第一次的粗产品不用干燥，即可进行下步纯化，第二步的产品可用蒸汽浴干

燥。

5、在最后重结晶操作中，可用微型玻璃漏斗过滤，以避免用大漏斗粘附的损失。

6、最后的重结晶出可用乙醇溶解，并加水析晶。方法是：

将晶体放入磨口锥形瓶中，加入10mL 95%乙醇及1～2颗沸石，接上球形冷凝管，在水浴中加热溶解后，移去火源，取下锥形瓶，滴入冷蒸馏水至沉淀析出，再加入2ml冷蒸馏水，析出完全后，抽滤，以少量冷蒸馏水洗涤晶体二次，抽干，取出晶体，用滤纸压干，再蒸汽浴干燥，称重。

1、反应容器为什么要干燥无水？

以防止乙酸酐水解转化成乙酸

2、为什么用乙酸酐而不用乙酸？

不可以。由于酚存在共轭体系，氧原子上的电子云向苯环移动，使羟基氧上的电子云密度降低，导致酚羟基亲核能力较弱，进攻乙酸羰基碳的能力较弱，所以反应很难发生。

3、加入浓硫酸的目的是什么？

浓硫酸作为催化剂。①水杨酸形成分子内氢键，阻碍酚羟基酰化作用。

水杨酸与酸酐直接作用须加热至150～160℃才能生成乙酰水杨酸，如果加入浓硫酸（或磷酸），氢键被破坏，酰化作用可在较低温度下进行，同时副产物大大减少。

4、本实验中可产生什么副产物？

本实验的副产物包括水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酸酐和聚合物。

5、那么副产物中的高聚物如何出去呢？

用NaHCO3溶液。副产物聚合物不能溶于NaHCO3溶液，而乙酰水杨酸中含羧基，能与NaHCO3 溶液反应生成可溶性盐。）

6、水杨酸可以在各步纯化过程和产物的重结晶过程中被除去，如何检验水杨酸已被除尽？

利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点，用几粒结晶加入盛有3mL 水的试管中，加入1～2滴1% FeCl3溶液，观察有无颜色反应（紫色）。

7.通过什么样的简便方法可以鉴定出阿斯匹林是否变质？

答：为了检验产品中是否还有水杨酸，利用水杨酸属酚类物质可与三氯化铁发生颜色反应的特点，用几粒结晶加入盛有3ml水的试管中，加入1-2滴1%三氯化铁溶液，观察有无颜色反应（紫色）。

8、为什么控制反应温度在70℃左右？

答：反应温度不宜过高，否则将增加副产物（如水杨酰水杨酸酯、乙酰水杨酰水杨酸酯）的生成。

紫外分光光度法测定阿司匹林的含量

一、基本原理

阿司匹林制备样品用稀NaOH水溶液溶解，乙酰水杨酸水解成水杨酸钠进入水溶液，该提取液在295nm左右有一个吸收峰，测出稀释成一定浓度的提取液的吸光度值，并用已知浓度的水杨酸的NaOH水溶液做出一条标准曲线，则可从标准曲线上求出相当于乙酰水杨酸的含量。根据两者的分子量，即可求得APC 中乙酰水杨酸的含量。溶剂和其他成分不干扰测定。

COOH

OC O

+

COO

CH

3

O+C3O

C H O

OH

3+H O22