Question

【題目】乳酸亞鐵晶體{CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一種很好的食品鐵強(qiáng)化劑，易溶于水，廣泛應(yīng)用于乳制品、營(yíng)養(yǎng)液等，吸收效果比無(wú)機(jī)鐵好，可由乳酸與FeCO3反應(yīng)制得：2CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑

Ⅰ.制備碳酸亞鐵（FeCO3）：裝置如圖所示。

（1）儀器C的名稱是______。

（2）清洗儀器，檢查裝置氣密性，A中加入 鹽酸，B中加入鐵粉，C中加入NH4HCO3溶液。為順利達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�上述裝置中活塞的打開(kāi)和關(guān)閉順序?yàn)椋宏P(guān)閉活塞_____，打開(kāi)活塞_____，裝置B中可觀察到的現(xiàn)象是_____，當(dāng)加入足量鹽酸后，關(guān)閉活塞1，反應(yīng)一段時(shí)間后，關(guān)閉活塞_____，打開(kāi)活塞_____。C中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為_____。

Ⅱ. 制備乳酸亞鐵晶體：

將制得的FeCO3加入乳酸溶液中，加入少量鐵粉，在75℃下攪拌使之充分反應(yīng)。然后再加入適量乳酸。

（3）加入少量鐵粉的作用是_____。從所得溶液中獲得乳酸亞鐵晶體所需的實(shí)驗(yàn)操作是隔絕空氣低溫蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

Ⅲ.乳酸亞鐵晶體純度的測(cè)量：

（4）若用KMnO4滴定法測(cè)定樣品中Fe2+的量進(jìn)而計(jì)算純度時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)果總是大于100%，其原因可能是_____。

（5）經(jīng)查閱文獻(xiàn)后，改用Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定進(jìn)行測(cè)定。反應(yīng)中Ce4+離子的還原產(chǎn)物為Ce3+。測(cè)定時(shí)，先稱取5.76g樣品，溶解后進(jìn)行必要處理，用容量瓶配制成250mL溶液，每次取25.00 mL，用0.100mol/LCe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)如表所示。

滴定次數(shù)	0.100mol/LCe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液/mL
	滴定前讀數(shù)	滴定后讀數(shù)
1	0.10	19.65
2	0.12	22.32
3	1.05	20.70

則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度為______（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，保留3位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 2 1、3 鐵粉逐漸溶解，液體中有氣泡冒出、溶液變成淺綠色 3 2 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 防止FeCO3與乳酸反應(yīng)產(chǎn)生的亞鐵離子被氧化 乳酸根中羥基被酸性高錳酸鉀溶液氧化 98.0%

【解析】

亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過(guò)程中應(yīng)在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行，Fe與鹽酸反應(yīng)制備氯化亞鐵，利用反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣，故B制備氯化亞鐵，利用生成的氫氣，使B裝置中氣壓增大，將B裝置中的氯化亞鐵溶液壓入C中，C裝置中FeCl2和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)：FeCl2+2NH4HCO3＝FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，據(jù)此解答本題。

（1）儀器C為三頸燒瓶，

故答案為：三頸燒瓶；

（2）反應(yīng)前先利用生成的氫氣除去裝置內(nèi)空氣，再利用生成氫氣，使B裝置中氣壓增大，將B裝置中的氯化亞鐵溶液壓入C中，具體操作為：關(guān)閉活塞2，打開(kāi)活塞3，然后打開(kāi)活塞1加入足量的鹽酸，然后關(guān)閉活塞1，反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置B中可觀察到的現(xiàn)象為：鐵粉逐漸溶解，液體中有氣泡冒出、溶液變成淺綠色；打開(kāi)活塞2，關(guān)閉活塞3；C裝置中FeCl2和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)：FeCl2+2NH4HCO3＝FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，反應(yīng)的離子方程式為：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O，

故答案為：2；1、3；鐵粉逐漸溶解，液體中有氣泡冒出、溶液變成淺綠色；3；2；Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

（3）Fe2+離子易被氧化為Fe3+離子，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽淙樗醽嗚F晶體，加入Fe粉，可防止Fe2+離子被氧化，

故答案為：防止FeCO3與乳酸反應(yīng)產(chǎn)生的亞鐵離子被氧化；

（4）乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導(dǎo)致消耗高錳酸鉀的增大，而計(jì)算中按亞鐵離子被氧化，故計(jì)算所得乳酸亞鐵的質(zhì)量偏大，產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)大于100%，

故答案為：乳酸根中羥基被酸性高錳酸鉀溶液氧化；

（5）三次滴定第二次操作消耗標(biāo)準(zhǔn)液數(shù)值明顯偏大，應(yīng)舍去，取第一次和第三次平均值V==19.60mL，由：Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+，可知25mL溶液中n(Fe2+)＝n(Ce4+)＝0.100mol/L×0.0196L＝0.00196mol，故250mL含有n(Fe2+)＝0.00196mol×=0.0196mol，故產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＝98.0%，

故答案為：98.0%。