Question

【題目】乳酸亞鐵晶體{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，相對分子質(zhì)量為288}易溶于水，是一種很好的補鐵劑，可由乳酸[CH3 CH(OH)COOH]與FeCO3反應(yīng)制得。

I．碳酸亞鐵的制備（裝置如下圖所示）

(1)儀器B的名稱是__________________；實驗操作如下：打開kl、k2，加入適量稀硫酸，關(guān)閉kl，使反應(yīng)進行一段時間，其目的是__________________。

(2)接下來要使儀器C中的制備反應(yīng)發(fā)生，需要進行的操作是____________，該反應(yīng)產(chǎn)生一種常見氣體，寫出反應(yīng)的離子方程式_________________________。

(3)儀器C中混合物經(jīng)過濾、洗滌得到FeCO3沉淀，檢驗其是否洗凈的方法是__________。

Ⅱ．乳酸亞鐵的制備及鐵元素含量測定

(4)向純凈FeCO3固體中加入足量乳酸溶液，在75℃下攪拌使之充分反應(yīng)，經(jīng)過濾，在____________的條件下，經(jīng)低溫蒸發(fā)等操作后，獲得乳酸亞鐵晶體。

(5)兩位同學分別用不同的方案進行鐵元素含量測定：

①甲同學通過KMnO4滴定法測定樣品中Fe2+的含量計算樣品純度。在操作均正確的前提下，所得純度總是大于l00%，其原因可能是_________________________。

②乙同學經(jīng)查閱資料后改用碘量法測定鐵元素的含量計算樣品純度。稱取3.000 g樣品，灼燒完全灰化，加足量鹽酸溶解，取所有可溶物配成l00mL溶液。吸取25．00 rnL該溶液加入過量KI溶液充分反應(yīng)，然后加入幾滴淀粉溶液，用0. 100 mol·L-1硫代硫酸鈉溶液滴定（已知：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-），當溶液_____________________，即為滴定終點；平行滴定3次，硫代硫酸鈉溶液的平均用量為24.80 mL，則樣品純度為_________％（保留1位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 生成FeSO4溶液，且用產(chǎn)生的H2排盡裝置內(nèi)的空氣 關(guān)閉k2 Fe2＋+2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 取最后一次洗滌液，加入稀鹽酸酸化，再滴入BaCl2溶液，若無白色沉淀，則洗滌干凈 隔絕空氣 乳酸根離子中的羥基也能被高錳酸鉀氧化，導致消耗高錳酸鉀溶液用量偏多 藍色褪去且半分鐘不恢復(fù) 95.2%

【解析】

I．亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應(yīng)在無氧環(huán)境中進行，Fe與稀硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵，利用反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣，B制備硫酸亞鐵，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。C裝置中硫酸亞鐵和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生FeCO3沉淀。

Ⅱ．Fe2+有較強還原性，易被空氣中氧氣氧化，獲取乳酸亞鐵晶體過程中應(yīng)減小空氣中氧氣的干擾；①乳酸和亞鐵離子都可被酸性高錳酸鉀氧化；

②I2的淀粉溶液顯藍色，滴加硫代硫酸鈉溶液后藍色會變淺，最終褪色；根據(jù)已知反應(yīng)可得關(guān)系式2Fe3+～～I2～～2S2O32-，根據(jù)滴定時參加反應(yīng)的硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量計算出Fe2+的物質(zhì)的量，再計算樣品純度。

I．亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應(yīng)在無氧環(huán)境中進行，Fe與稀硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵，利用反應(yīng)生成的氫氣排盡裝置中的空氣，裝置B制備硫酸亞鐵，C裝置中硫酸亞鐵和NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+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。

(1)由儀器圖形可知B為蒸餾燒瓶；打開kl、k2，加入適量稀硫酸，可使生成的氫氣排出裝置C內(nèi)的空氣，防止二價鐵被氧化；

(2)待裝置內(nèi)空氣排出后，再關(guān)閉k2，反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣使裝置內(nèi)的氣體壓強增大，可將B中生成的硫酸亞鐵溶液排到裝置C中，發(fā)生反應(yīng)生成碳酸亞鐵，同時生成二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為Fe2＋+2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(3)FeCO3是從含有SO42-的溶液中過濾出來的，檢驗沉淀是否洗滌干凈，可通過檢驗是否含有SO42-判斷。方法是：取最后一次水洗液于試管中，加入過量稀鹽酸酸化，滴加一定量的BaCl2溶液，若無白色渾濁出現(xiàn)，則表明洗滌液中不存在SO42-，即可判斷FeCO3沉淀洗滌干凈；

Ⅱ．(4)Fe2+有較強還原性，易被空氣中氧氣氧化，則乳酸亞鐵應(yīng)隔絕空氣，防止被氧化；

(5)①乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，Fe2+也可以被氧化，因此二者反應(yīng)都消耗KMnO4溶液，導致消耗高錳酸鉀的增大，使計算所得乳酸亞鐵的質(zhì)量偏大，產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)會大于100%；

②I2遇淀粉溶液顯藍色，滴加硫代硫酸鈉溶液后藍色會變淺，說明I2與Na2S2O3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，當藍色剛好褪去且半分鐘不恢復(fù)，即可判斷為滴定終點；24.80 mL0.1000mol/L硫代硫酸鈉溶液中硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為n(Na2S2O3)=0.02480L×0.100mol/L=2.48×10-3mol，根據(jù)關(guān)系式2Fe2+～2Fe3+～I2～2S2O32-，可知樣品中CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O的物質(zhì)的量為n(Fe2+)=n(S2O32-)=2.48×10-3mol×=9.92×10-3mol，則樣品的純度為×100%=95.2%。