Question

【題目】富馬酸亞鐵(C4H2O4Fe)常用于治療缺鐵性貧血，也可作食品營養強化劑，它可由糠醛（）和硫酸亞鐵制備。已知。

回答下列問題

I.制備富馬酸(實驗裝置如圖所示，夾持裝置已略去)

（1）將45.0g氯酸鈉、0.2g五氧化二釩置于三頸燒瓶中，加入適量水，滴加糠醛并加熱至90~100℃，維持此溫度3~4h。實驗中冷凝管的作用是_________，冷卻液宜從___________ (填a”或“b”)處進入。

（2）冰水冷卻使其結晶，并通過___________操作可以得到富馬酸粗品。

（3）再用1mol·L－1HCl溶液重結晶，得到純富馬酸。該操作中用1mol·L－1HCl溶液的原因是_____________。

Ⅱ.合成富馬酸亞鐵

（4）取富馬酸溶于適量水中，加入碳酸鈉并加熱、攪拌，調節pH6.5~6.7，產生大量氣泡。寫出該反應的化學方程式：___________。

（5）將硫酸亞鐵溶液和適量的Na2SO3溶液緩慢加入上述反應液中，維持溫度100℃并充分攪拌3~4h。

①該操作過程中加入適量的Na2SO3溶液，其目的是___________。

②寫出生成富馬酸亞鐵的離子方程式：_____________。

（6）過濾、干燥得到產品。

過濾時濾紙要緊貼漏斗內壁，原因是________。

Ⅲ.產品純度測定

（7）取0.300g樣品置于250mL錐形瓶中，加入15.00mL硫酸，加熱溶解后冷卻，再加入50.00mL新沸過的冷水和2滴鄰二氮菲指示液，此時溶液呈紅色；立即用0.1000mol·L－1硫酸鈰(Ⅳ)銨[(NH4)2Ce(SO4)3]標準液滴定(還原產物為Ce3+)，滴定終點溶液變為淺藍色。平行測定三次，平均消耗17.30mL標準液，則樣品的純度為___________。

Answer 1

【答案】冷凝回流，提高糠醛的轉化率及減少富馬酸的揮發 a 過濾 加鹽酸，使HOOC-CH=CH-COOH(OOC-CH=CH-COO)2-+2H+平衡逆向移動，促使富馬酸晶體析出，提高產量 HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑ 防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化 (OOC-CH=CH-COO)2-+ Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓ 防止濾紙與漏斗壁之間留有氣泡，影響過濾速率（或防止濾紙破損，影響過濾效果） 98.03%

【解析】

（1）冷凝管的作用是冷凝，防止有機物揮發造成反應物轉化率降低。冷凝管中冷卻液的流向一般都是“下進上出”。

（2）從溶液中提取溶質需經過結晶、過濾、干燥等操作。

（3）富馬酸是弱電解質，微溶于冷水，加入鹽酸后可抑制富馬酸的電離，降低在水中的溶解。

（4）根據實驗現象可以得到反應的化學方程式。

（5）①Fe3+可以被SO32-還原為Fe2+，所以加入適量的Na2SO3溶液是為了防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化。

②根據信息可以得出富馬酸亞鐵為沉淀，所以反應方程式為NaOOC-CH=CH-COONa+ FeSO4→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓+Na2SO4，據此寫出離子方程式。

（6）過濾時濾紙若未緊貼漏斗內壁，會留有氣泡，導致濾紙破損，使過濾速率較慢。

（7）n(C4H2O4Fe)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol/L17.3010-3L=1.73010-3mol，

w(C4H2O4Fe)=100%98.03%。

（1）冷凝管的作用是冷凝，防止有機物揮發造成反應物轉化率降低。冷凝管中冷卻液的流向一般都是“下進上出”，即從a處進入。

因此，本題正確答案為：冷凝回流，提高糠醛的轉化率及減少富馬酸的揮發；a；

（2）從溶液中提取溶質需經過結晶、過濾、干燥等操作，故結晶后需過濾。

因此，本題正確答案為：過濾；

（3）富馬酸是弱電解質，微溶于冷水，加入鹽酸后可抑制富馬酸的電離，降低在水中的溶解。

因此，本題正確答案為：加鹽酸，使HOOC-CH=CH-COOH(OOC-CH=CH-COO)2-+2H+平衡逆向移動，促使富馬酸晶體析出，提高產量。

（4）取富馬酸溶于適量水中，加入碳酸鈉并加熱、攪拌，調節pH6.5~6.7，產生大量氣泡，說明富馬酸和碳酸鈉反應生成富馬酸的鈉鹽和水及二氧化碳氣體，反應的化學方程式為HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑。

因此，本題正確答案為：HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑。

（5）①Fe3+可以被SO32-還原為Fe2+，所以加入適量的Na2SO3溶液是為了防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化。

因此，本題正確答案為：防止富馬酸亞鐵（或Fe2+或富馬酸根離子）被氧化；

②根據信息可以得出富馬酸亞鐵為沉淀，所以反應方程式為NaOOC-CH=CH-COONa+ FeSO4→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓+Na2SO4，離子方程式為(OOC-CH=CH-COO)2-+ Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓。

因此，本題正確答案為：(OOC-CH=CH-COO)2-+ Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓。

（6）過濾時濾紙若未緊貼漏斗內壁，會留有氣泡，導致濾紙破損，使過濾速率較慢。

因此，本題正確答案為：防止濾紙與漏斗壁之間留有氣泡，影響過濾速率（或防止濾紙破損，影響過濾效果）。

（7）由反應關系可：n(C4H2O4Fe)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol/L17.3010-3L=1.73010-3mol，

4H2O4Fe)=100%98.03%。

因此，本題正確答案為：98.03%。