Question

【題目】乳酸亞鐵（[CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O，Mr=288）是一種食用的補(bǔ)鐵劑，吸收效果比無機(jī)鐵好，易溶于水，幾乎不溶于乙醇，受熱易分解，可通過乳酸與碳酸亞鐵反應(yīng)制得。

CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O=[CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O+CO2↑

FeCO3不溶于水，易被氧化，4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3+4CO2

Ⅰ.乳酸亞鐵的制備：

某興趣小組用FeCl2和NH4HCO3制備FeCO3的裝置示意圖如圖：

回答下列問題：

(1)C裝置中涉及的主要反應(yīng)的離子方程式_________。

(2)待D處的氣體純凈后，將生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合時的操作是_____。

(3)將制得的FeCO3加入到足量乳酸溶液中，再加入少量鐵粉，75℃下攪拌反應(yīng)。加入少量鐵粉的作用是_______。

(4)反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是_________。

(5)從所得溶液中獲得乳酸亞鐵晶體的方法是：________，冷卻結(jié)晶，過濾， 用適量乙醇洗滌，干燥。

Ⅱ.乳酸亞鐵晶體純度的測量：

(6)該興趣小組用KMnO4滴定法測定樣品中亞鐵含量進(jìn)而計算產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總是大于100%，其原因可能是___。

(7)經(jīng)查閱文獻(xiàn)后，該興趣小組改用鈰(Ce)量法測定產(chǎn)品中Fe2+的含量，滴定反應(yīng)如下：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。取1.440g產(chǎn)品配成100mL溶液，每次取20.00mL，進(jìn)行必要處理，用0.0500molL-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，記錄數(shù)據(jù)如表。

滴定次數(shù)	滴定前讀數(shù)（mL）	滴定后讀數(shù)（mL）
1	0.20	19.95
2	0.10	21.65
3	0.95	20.60

則產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%。(小數(shù)點后保留一位數(shù)字)

(8)請設(shè)計實驗證明你購買的乳酸亞鐵補(bǔ)鐵劑中含Fe2+：_______。

Answer 1

【答案】Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 關(guān)閉活塞3，打開活塞2 防止Fe2+被氧化 加適量的乳酸，讓鐵粉反應(yīng)完全 隔絕空氣，低溫蒸發(fā) 乳酸根中羥基被高錳酸鉀溶液氧化(或者乳酸根被高錳酸鉀溶液氧化；或者是晶體失去了部分結(jié)晶水) 98.5 取少量乳酸亞鐵補(bǔ)鐵劑于試管中加蒸餾水溶解，滴加幾滴KSCN溶液，溶液不變色，再滴加新制氯水，溶液變成血紅色，證明補(bǔ)鐵劑中含Fe2+

【解析】

I.在B裝置中用Fe與鹽酸反應(yīng)制備FeCl2，利用反應(yīng)生成的H2排盡裝置中的空氣，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；在C裝置中FeCl2和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)：FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，

II.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，而計算中按亞鐵離子被氧化，導(dǎo)致所得乳酸亞鐵的質(zhì)量偏大；

(7)根據(jù)離子方程式Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+計算20mL溶液中n(Fe2+)，進(jìn)而計算100mL含有n(Fe2+)，再根據(jù)m=n·M計算乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量，進(jìn)而計算產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(8)根據(jù)Fe2+不能使KSCN溶液變紅色，Fe3+能使KSCN溶液變紅色，用氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+檢驗Fe2+。

(1)在裝置B中Fe與HCl反應(yīng)產(chǎn)生FeCl2和H2，反應(yīng)方程式為：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，利用反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣，并將FeCl2溶液壓入C裝置中，在C裝置中FeCl2和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)：FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，該反應(yīng)的離子方程式為：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(2)待D處的氣體純凈后，將生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合時的操作是關(guān)閉活塞3，打開活塞2，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；

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

(4)反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是利用乳酸具有酸性，可以與過量的Fe粉反應(yīng)產(chǎn)生乳酸亞鐵，從而使過量的鐵粉可以充分利用；

(5)從所得溶液乳酸亞鐵中獲得乳酸亞鐵晶體的方法是隔絕空氣，低溫蒸發(fā)溶劑，然后經(jīng)過冷卻結(jié)晶、過濾、用適量乙醇洗滌、干燥等操作；

(6)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，而計算中按亞鐵離子被氧化，因此會使計算所得乳酸亞鐵的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會大于100%；

(7)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，根據(jù)第一次和第三次平均值V=mL=19.70mL，由：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，可知20mL溶液中n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.0500mol/L×0.0197L=0.000985mol，所以100mL含有n(Fe2+)=0.000985mol×=0.004925mol，則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=98.5%；

(2)可根據(jù)Fe2+與SCN-混合物明顯現(xiàn)象，加入氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+后溶液變?yōu)檠�紅色檢驗Fe2+的存在，故設(shè)計實驗證明購買的乳酸亞鐵補(bǔ)鐵劑中含Fe2+的方法是取少量乳酸亞鐵補(bǔ)鐵劑于試管中，加蒸餾水溶解，滴加幾滴KSCN溶液，溶液不變色，再滴加新制氯水，溶液變成血紅色，證明補(bǔ)鐵劑中含Fe2+。