Question

【題目】乳酸亞鐵晶體[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O(M=288 g/mol)是一種很好的食品鐵強(qiáng)化劑，易溶于水，吸收效果比無機(jī)鐵好，可由乳酸CH3CH(OH)COOH與FeCO3反應(yīng)制得.

I.制備碳酸亞鐵

(1)利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。裝置中儀器C的名稱是____________。

(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，首先關(guān)閉活塞2，打開活塞1、3，目的是________________________；關(guān)閉活塞1，反應(yīng)一段時(shí)間后，關(guān)閉活塞_________，打開活塞___________，觀察到B中溶液進(jìn)入到C中，C中產(chǎn)生沉淀和氣體。生成FeCO3的離子方程式為__________。

(3)裝置D的作用是___________________。

Ⅱ.乳酸亞鐵晶體的制備及純度測(cè)定

將制得的FeCO3加入到乳酸溶液中，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，從所得溶液中獲得乳酸亞鐵晶體。

(4)加入少量鐵粉的作用是______________________________。

(5)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%，其主要原因是____________________________________________。

(6)經(jīng)查閱文獻(xiàn)后，改用Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。反應(yīng)中Ce4+離子的還原產(chǎn)物為Ce3+。測(cè)定時(shí)，先稱取5.760 g樣品，溶解后進(jìn)行必要處理，用容量瓶配制成250 mL溶液，每次取25.00 mL，用0.1000 mol·L-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)如下表所示：

則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度為________%（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 制備Fe2+，利用產(chǎn)生的氫氣排凈裝置內(nèi)的空氣，防止Fe2+被氧化 3 2 Fe2++2HCO3=FeCO3↓+CO2↑+H2O 液封，防止空氣中的氧氣進(jìn)入到C裝置中，將Fe2+氧化 防止FeCO3與乳酸反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+被氧化 乳酸根中的羥基被酸性高錳酸鉀溶液氧化 97.50

【解析】

I. 制備碳酸亞鐵

Fe粉與鹽酸在裝置B中反應(yīng)制取FeCl2，亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應(yīng)在無氧環(huán)境中進(jìn)行，利用反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣，在C裝置中FeCl2和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)：FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，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，裝置D防止空氣中的氧氣進(jìn)入到C裝置中，將Fe2+氧化，據(jù)此分析作答。

Ⅱ.乳酸亞鐵晶體的制備及純度測(cè)定

(4)考慮Fe2+被氧化；

(5)乳酸中的羥基消耗酸性高錳酸鉀；

(6)第二組數(shù)據(jù)誤差較大，舍去，計(jì)算出消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積平均為19.50 mL，根據(jù)Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，則m(乳酸亞鐵)=0.1000 mol/L×0.0195 L××288 g/mol=5.616 g，據(jù)此計(jì)算可得。

I.(1)根據(jù)裝置圖可知：儀器C為三頸燒瓶；

(2)首先關(guān)閉活塞2，打開活塞1、3，目的是發(fā)生反應(yīng)制備Fe2+，利用反應(yīng)產(chǎn)生的H2排凈裝置內(nèi)的空氣，防止Fe2+被氧化；關(guān)閉活塞1，反應(yīng)一段時(shí)間后，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，發(fā)生反應(yīng)：Fe2++2HCO3=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(3)裝置D的作用是液封，防止空氣中的氧氣進(jìn)入到C裝置中，將Fe2+氧化；

II.(4)加入少量鐵粉的作用是防止FeCO3與乳酸反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+被氧化；

(5)乳酸根中的羥基容易被酸性高錳酸鉀溶液氧化，故用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%；

(6)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、觀察，發(fā)現(xiàn)第二組數(shù)據(jù)誤差較大，要舍去，故消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積平均為19.50 mL，根據(jù)Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，則m(乳酸亞鐵)=0.1000 mol/L×0.0195 L××288 g/mol=5.616 g，故產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度為×100%=97.50%。