分析：二草酸根合铜(Ⅱ)酸钾的制备与组成分析.docVIP

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实验四二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾的制备与组成分析

1实验目的

a）进一步掌握溶解、沉淀、吸滤、蒸发、浓缩等基本操作。

b）制备二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾晶体。

c）确定二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾的组成。

2实验原理

二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾的制备方法很多，可以由硫酸铜与草酸钾直接混合来制备，也可以由氢氧化铜或氧化铜与草酸氢钾反应制备。本实验由氧化铜与草酸氢钾反应制备二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾。CuSO4在碱性条件下生成Cu(OH)2沉淀，加热沉淀则转化为易过滤的CuO。一定量的H2C2O4溶于水后加入K2CO3得到KHC2O4和K2C2O4混合溶液，该混合溶液与CuO作用生成二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾K2〔Cu（C2O4）2〕，经水浴蒸发、浓缩，冷却后得到蓝色K2〔Cu（C2O4）2〕·2H

称取一定量试样在氨水中溶解、定容。取一份试样用H2SO4中和，并在硫酸溶液中用KMnO4滴定试样中的C2O42-。另取一份试样在HCl溶液中加入PAR指示剂，在pH=6.5~7.5的条件下，加热近沸，并趁热用EDTA滴定至绿色为终点，以测定晶体中的Cu2+。

通过消耗的KMnO4和EDTA的体积及其浓度计算C2O42-及Cu2+的含量。并确定C2O42-及Cu2+组分比（推算出产物的实验式）。

草酸根合铜酸钾化合物在水中的溶解度很小，但可加入适量的氨水，使Cu2+形成铜氨离子而溶解。溶解时pH约为10，溶剂亦可采用2mol·L-1NH4Cl和1mol·L-1氨水等体积混合组成的缓冲溶液。

PAR指示剂属于吡啶基偶氮化合物，即4-(2-吡啶基偶氮)间苯二酚。结构式为：

由于它在结构上比PAN多些亲水基团，使染料及其螯合物溶水性强。在pH=5~7对Cu2+的滴定有更明显的终点。

指示剂本身在滴定条件下显黄色，而Cu2+与EDTA显蓝色，终点为黄绿色。

除Cu2+外，PAR在不同pH条件下能做下列元素的指示剂，铋、铝、锌、镉、铜、铒、钍、铊等，终点由红变黄。

3实验用品

台秤，天平，烧杯，量筒，吸滤装置，容量瓶，蒸发皿，移液管，酸式滴定管，锥形瓶。

NaOH（2mol·L-1），HCl（2mol·L-1，6mol·L-1），H2SO4（3mol·L-1），氨水（1：1），H2O2（30%），KMnO4标准溶液，EDTA标准溶液，PAR指示剂，CuSO4·5H2O固体，H2C2O4·2H2O固体，K2CO3

4实验步骤

4.1合成二草酸根合铜（Ⅱ）酸钾

4.1.1

称取2.0gCuSO4·5H2O于100mL烧杯中，加入40mL水溶解，在搅拌下加入10mL2mol·L-1NaOH溶液，小火加热至沉淀变黑（生成CuO），再煮沸约20min。稍冷后以双层滤纸吸滤，用少量去离子水洗涤沉淀2次。

4.1.2

称取3.0gH2C2O4·2H2O放入250mL烧杯中，加入40mL去离子水，微热溶解（温度不能超过85℃，以避免H2C2O4分解）。稍冷后分数次加入2.2g无水K2CO3，溶解后生成KHC2O4和K2C2

4.1.3制备二草酸根合铜（Ⅱ

将含KHC2O4和K2C2O4混合溶液水浴加热，再将CuO连同滤纸一起加入到该溶液中。水浴加热，充分反应至沉淀大部分溶解（约30min）。趁热吸滤（若透滤应重新吸滤），用少量沸水洗涤2次，将滤液转入蒸发皿中。水浴加热将滤液浓缩到约原体积

产品保存，用于组成分析。

4.2产物的组成分析

4.2.1

准确称取合成的晶体试样一份（0.95~1.05g，准确到0.0001g），置于100mL小烧杯中，加入5mLNH3·2H2O使其溶解，再加入10mL水，试样完全溶解后，转移至250mL容量瓶中，加水至刻度。

4.2.2C2O

取试样溶液25mL，置于250mL锥形瓶中，加入10mL3mol·L-1的H2SO4溶液，水浴加热至75~85℃，在水浴中放置3~4min。趁热用0.01mol·L-1的KMnO4溶液滴定至淡粉色，30s不褪色为终点，记下消耗KMnO4

4.2.3Cu2+

另取试样溶液25mL，加入2mol·L-1HCl溶液1mL，加入4滴PAR指示剂，加入pH=7的缓冲溶液10ml，加热至近沸。趁热用0.02mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至黄绿色，30s不褪色为终点，记下消耗EDTA溶液的体积。平行滴定3次。

5结果与讨论

5.1产量和产率

实验所得产品的产量，及计算出的产率如表5—1示。

表5—1所得产品K2〔Cu(C2O4)2〕·2H2O的产量及产率

重量

产品质量/g

1.7

理论产量/g

2.5

产率

78%

按照实验步骤，制得了深蓝色晶体，颜色与CuSO4的蓝色有一定差别。实验所