Question

【題目】乳酸亞鐵晶體{CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一種很好的食品鐵強化劑，易溶于水，廣泛應用于乳制品、營養液等，吸收效果比無機鐵好，可由乳酸與FeCO3反應制得：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。為順利達成實驗目的，上述裝置中活塞的打開和關閉順序為：關閉活塞_____，打開活塞_____，裝置B中可觀察到的現象是_____，當加入足量鹽酸后，關閉活塞1，反應一段時間后，關閉活塞_____，打開活塞_____。C中發生的反應的離子方程式為_____。

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。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驗操作是隔絕空氣低溫蒸發，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

Ⅲ.乳酸亞鐵晶體純度的測量：

（4）若用KMnO4滴定法測定樣品中Fe2+的量進而計算純度時，發現結果總是大于100%，其原因可能是_____。

（5）經查閱文獻后，改用Ce(SO4)2標準溶液滴定進行測定。反應中Ce4+離子的還原產物為Ce3+。測定時，先稱取5.76g樣品，溶解后進行必要處理，用容量瓶配制成250mL溶液，每次取25.00 mL，用0.100mol/LCe(SO4)2標準溶液滴定至終點，記錄數據如表所示。

滴定次數	0.100mol/LCe(SO4)2標準溶液/mL
	滴定前讀數	滴定后讀數
1	0.10	19.65
2	0.12	22.32
3	1.05	20.70

則產品中乳酸亞鐵晶體的純度為______（以質量分數表示，保留3位有效數字）。

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與乳酸反應產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，制備過程中應在無氧環境中進行，Fe與鹽酸反應制備氯化亞鐵，利用反應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發生反應：FeCl2+2NH4HCO3＝FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，據此解答本題。

（1）儀器C為三頸燒瓶，

故答案為：三頸燒瓶；

（2）反應前先利用生成的氫氣除去裝置內空氣，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：關閉活塞2，打開活塞3，然后打開活塞1加入足量的鹽酸，然后關閉活塞1，反應一段時間后，裝置B中可觀察到的現象為：鐵粉逐漸溶解，液體中有氣泡冒出、溶液變成淺綠色；打開活塞2，關閉活塞3；C裝置中FeCl2和NH4HCO3發生反應：FeCl2+2NH4HCO3＝FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，反應的離子方程式為：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，實驗目的是制備乳酸亞鐵晶體，加入Fe粉，可防止Fe2+離子被氧化，

故答案為：防止FeCO3與乳酸反應產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，導致消耗高錳酸鉀的增大，而計算中按亞鐵離子被氧化，故計算所得乳酸亞鐵的質量偏大，產品中乳酸亞鐵的質量分數會大于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準液數值明顯偏大，應舍去，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，故產品中乳酸亞鐵晶體的質量分數為＝98.0%，

故答案為：98.0%。