酒石酸铁(III)，CAS 2944-68-5，无水化学式为 Fe₂(C₄H₄O₆)₃。该配合物由三价铁离子与酒石酸根通过多个螯合环稳定结合，铁与酒石酸的化学计量比为 2:3。合成过程的核心是防止 Fe³⁺ 水解，同时促进酒石酸根对 Fe³⁺ 的配位饱和。以下给出三种可重复的合成路线。
一、氢氧化铁与酒石酸直接反应
此方法是最经典的实验室制备路线，利用新生成的无定形氢氧化铁具有较高反应活性的特点，与酒石酸发生中和与配位反应：
2Fe(OH)₃ + 3C₄H₆O₆ → Fe₂(C₄H₄O₆)₃ + 6H₂O
操作步骤：将六水合三氯化铁溶于蒸馏水，滴加氨水至沉淀完全，过滤并反复洗涤至滤液不含游离碱和氯离子，得到新鲜氢氧化铁。将氢氧化铁转移至烧瓶中，加入适量蒸馏水形成悬浮液，按 Fe 与酒石酸摩尔比 2:3 缓慢加入酒石酸水溶液，水浴加热至 60–80 ℃ 并搅拌 1–2 小时。随着反应进行，红棕色固体逐渐溶解，溶液转为深绿色或黄褐色透明液体。趁热过滤除去微量不溶物，滤液经减压浓缩后冷却结晶，即得酒石酸铁(III) 晶体。
该方法的优点在于不引入额外无机盐，产物纯度较高。反应过程中需保持酒石酸过量 2%–3%，以保证铁完全配位，但过量太多会使产物生成可溶性酒石酸氢配合物，降低结晶收率。
二、三氯化铁与酒石酸钠复分解反应
该方法适用于需要避免碱性条件、且要求产物含氯量可控的场景。反应式为：
2FeCl₃ + 3Na₂C₄H₄O₆ → Fe₂(C₄H₄O₆)₃ + 6NaCl
具体操作：配制 0.5 mol/L 酒石酸钠溶液和 0.333 mol/L 三氯化铁溶液，按体积比 1:1 混合。在剧烈搅拌下，将三氯化铁溶液缓慢滴入酒石酸钠溶液中，滴加速率控制在 5 mL/min 以内。滴加过程中，Fe³⁺ 水解会释放 H⁺，溶液 pH 下降，需同时滴加稀酒石酸钠或氢氧化钠溶液，维持反应体系 pH 在 1.5–2.0 之间。滴加完毕后，室温搅拌 2 小时，再于 50 ℃ 保温 30 分钟，使配合物完全老化。冷却后向溶液中加入乙醇至乙醇体积分数约为 40%，酒石酸铁(III) 因溶解度降低而析出。过滤后用少量冷水和无水乙醇依次洗涤，室温真空干燥。
此方法的关键在于 pH 控制。pH 低于 1.0 时酒石酸根质子化，配位能力显著下降；pH 高于 3.0 时 Fe³⁺ 会生成氢氧化铁沉淀，导致产品不纯。
三、硫酸铁与酒石酸钡置换反应
当需要制备不含氯离子且副产物易分离的高纯酒石酸铁(III) 时，采用硫酸铁与酒石酸钡反应。硫酸钡沉淀可彻底除去，反应式为：
Fe₂(SO₄)₃ + 3BaC₄H₄O₆ → Fe₂(C₄H₄O₆)₃ + 3BaSO₄↓
操作步骤：将酒石酸钡新制备品研磨成细粉，加入至硫酸铁热溶液中，硫酸铁与酒石酸钡的摩尔比为 1:3。于 80 ℃ 下剧烈搅拌反应 2 小时。反应完成后，硫酸钡以极细沉淀形式存在，趁热过滤并用少量热水洗涤滤饼，合并滤液。滤液减压浓缩至原体积的 1/3，冷却后析出酒石酸铁(III) 晶体。若产品颜色偏深，可加入活性炭脱色后重结晶。
该方法利用硫酸钡的极低溶解度推动反应完全，所得产物中杂质离子含量极低，适合用作分析标准物质或高纯试剂。
合成关键控制因素
酒石酸铁(III) 的合成受三个核心因素控制。
第一是摩尔比。Fe³⁺ 与酒石酸根必须严格保持 2:3。酒石酸根过量会形成可溶性配合物，使结晶困难；Fe³⁺ 过量则会在后续 pH 调整时产生氢氧化铁胶体，污染产品。
第二是温度和反应时间。温度超过 90 ℃ 时，Fe³⁺ 会氧化酒石酸，产生 CO₂ 和 Fe²⁺，溶液颜色变深并失去配位纯度。因此反应温度应控制在 50–80 ℃，且加热时间不宜超过 2 小时。
第三是陈化与结晶。配合物在溶液中需要一定时间完成配位重排。快速冷却或剧烈搅拌会形成细小晶体，夹杂母液。采用缓慢降温、静置陈化 12 小时以上得到的晶体颗粒均匀，纯度更高。
产物验证
红外光谱分析酒石酸铁(III) 晶体，羧基不对称伸缩振动吸收峰位于约 1600 cm⁻¹，对称伸缩振动峰位于约 1400 cm⁻¹，Fe–O 伸缩振动峰位于约 550 cm⁻¹。化学分析时，用 EDTA 络合滴定法测定铁含量，酒石酸根含量可用高锰酸钾氧化法定量。无水产品铁的理论质量分数约为 20.5%，实际分析值与理论值偏差应小于 0.3%。
酒石酸铁(III) 应密封避光保存于干燥环境中。长期接触潮湿空气会缓慢水解，逐渐析出氢氧化铁并使颜色加深，因此使用前需重新干燥。