Question

【題目】富馬酸亞鐵，是一種治療缺鐵性貧血的安全有效的鐵制劑。富馬酸在適當的pH條件下與FeSO4反應得富馬酸亞鐵。

已知：

物質名稱	化學式	相對分子質量	電離常數(25℃)
富馬酸	C4H4O4	116	K1=9.5×10-4，K2=4.2×10-5
碳酸	H2CO3		K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11
富馬酸亞鐵	FeC4H2O4	170

i.制備富馬酸亞鐵：

①將富馬酸置于100 mL燒杯A中，加熱水攪拌

②加入Na2CO3溶液10 mL使溶液pH為6.5～6.7。并將上述溶液移至100 mL容器B中

③安裝好回流裝置C，加熱至沸。然后通過恒壓滴液漏斗D緩慢加入FeSO4溶液30 mL

④維持反應溫度100℃，充分攪拌1.5小時。冷卻，減壓過濾，用水洗滌沉淀

⑤最后水浴干燥，得棕紅(或棕)色粉末，記錄產量。

請回答以下問題：

(1)該實驗涉及到的主要儀器需從以下各項選擇，則B為_________(填字母)，C為___________(填名稱)；

(2)己知反應容器中反應物FeSO4和富馬酸按恰好完全反應的比例進行起始投料，寫出步驟②中加入Na2CO3溶液調節pH的目的是_____________，若加入Na2CO3溶液過量，對實驗的影響是_____________；

(3)所需FeSO4溶液應現用現配，用FeSO4·7H2O固體配置FeSO4溶液的方法為：__________；

(4)寫出容器B中制備富馬酸亞鐵的化學方程式：___________；

(5)步驟④檢驗沉淀是否洗凈的方法是：________________；

ii. 計算產品的產率：

(6)經測定，產品中富馬酸亞鐵的純度為76.5%、以5.80 g富馬酸為原料反應制得產品8.50 g，則富馬酸亞鐵的產率為______________%(保留小數點后一位)。

Answer 1

【答案】b 球形冷凝管 使富馬酸轉化為富馬酸根離子 使制取得到的產品的純度偏低 稱取FeSO4·7H2O固體，將其溶解在30 mL新煮沸過的冷水中 FeSO4+Na2C4H2O4=FeC4H2O4↓+Na2SO4 取最后一次洗滌液少許放入試管中，向其中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，若無沉淀產生，證明沉淀已經洗滌干凈 76.5%

【解析】

在燒杯中用熱水溶解富馬酸，然后向溶液中加入Na2CO3溶液調節pH至6.5～6.7，使富馬酸轉化為富馬酸根離子，并將上述溶液轉移至三頸燒瓶中，安裝好回流裝置球形冷凝管，通過恒壓滴液漏斗D緩慢加入FeSO4溶液30 mL，維持反應溫度100℃，充分攪拌1.5小時，充分反應后得到富馬酸亞鐵，根據元素守恒計算富馬酸亞鐵理論產量，根據產率=×100%計算其產率。

(1)儀器B為反應容器三頸燒瓶，字母序號為b；為充分冷凝，使用的回流裝置C為球形冷凝管；

(2)已知反應容器中反應物FeSO4和富馬酸按恰好完全反應的比例進行起始投料，步驟②中加入Na2CO3溶液調節pH，使富馬酸轉化為富馬酸根離子；若加入Na2CO3溶液過量，pH偏高，部分Fe2+反應生成Fe(OH)2或FeCO3，導致Fe損失，使制得產品的純度偏低；

(3)配制FeSO4溶液方法為稱取FeSO4·7H2O固體，將其溶于30 mL新煮沸過的冷水中。需用新煮沸過的冷水溶解晶體FeSO4·7H2O，就可以除去溶液中溶解的氧氣，防止亞鐵離子被氧化，而降低產品產率；

(4)在容器B中FeSO4與富馬酸鈉發生復分解反應制取得到富馬酸亞鐵，則制取富馬酸亞鐵的化學方程式為：FeSO4+Na2C4H2O4=FeC4H2O4↓+Na2SO4；

(5)步驟④中洗滌沉淀目的主要是為了除去沉淀表面的可溶物，即Na+、SO42-，可通過檢驗洗滌液中是否含有SO42-來判斷沉淀是否洗滌干凈，檢驗沉淀是否洗凈的方法是：取最后一次的洗滌液少許于試管中，加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀產生，證明已經洗滌干凈；

(6)經測定,產品中富馬酸亞鐵的純度為76.5%，以5.80 g富馬酸為原料反應制得產品8.50 g，理論上得到富馬酸亞鐵的質量為m(FeC4H2O4)理論=5.80 g×76.5%×=6.5025 g，所以富馬酸亞鐵的產率為×100%=76.5%。