Question

【題目】乳酸亞鐵晶體{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}（相對分子質(zhì)量：288），可由乳酸與FeCO3反應(yīng)制得，它易溶于水，幾乎不溶于乙醇，是一種很好的補(bǔ)鐵劑，但其水溶液易被氧化，光照可促進(jìn)氧化。

I．制備碳酸亞鐵：裝置如圖所示。

鋅鐵 NH4HCO3溶液

（1）儀器B的名稱是________。

（2）實(shí)驗(yàn)操作如下：關(guān)閉活塞2，打開活塞1、3，加入適量稀硫酸反應(yīng)一段時間，其目的是____________________________，然后關(guān)閉活塞1，接下來的操作是____________________，此后，C裝置溶液中有沉淀生成，并有大量氣泡冒出，則C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

Ⅱ．制備乳酸亞鐵：

（3）向純凈的FeCO3固體加入足量乳酸溶液，在75℃下攪拌使之充分反應(yīng)。該反應(yīng)的加熱方式為____________。為防止乳酸亞鐵變質(zhì)，在上述體系中還應(yīng)加入適量鐵粉。反應(yīng)結(jié)束后，將所得溶液隔絕空氣低溫濃縮、_________、過濾、洗滌、干燥，得乳酸亞鐵晶體。該晶體存放時應(yīng)注意_________________________。

III．乳酸亞鐵晶體純度的測量：

（4）某同學(xué)查閱文獻(xiàn)后，用(NH4)4Ce(SO4)4滴定法測定樣品中Fe2+的含量并計(jì)算樣品純度（反應(yīng)中Ce4+還原為Ce3+），他稱取6.00g樣品，配制成250.00mL溶液，取出25.00mL，用濃度為0.10mol·L-1的(NH4)4Ce(SO4)4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液20.00mL。則產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度為________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止Fe2+被氧化 打開活塞2，關(guān)閉活塞3 Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O 水浴75℃加熱 冷卻結(jié)晶 避光、密封保存 96%

【解析】

利用鐵與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣，將生成的硫酸亞鐵溶液壓入碳酸氫銨溶液中，從而制得碳酸亞鐵；控制一定條件，碳酸亞鐵與乳酸反應(yīng)生成乳酸亞鐵溶液，經(jīng)冷卻結(jié)晶制得乳酸亞鐵晶體；因?yàn)閬嗚F具有還原性，可用氧化還原滴定法測定其純度。

I．（1）儀器B是蒸餾燒瓶。

（2）關(guān)閉活塞2，打開活塞1、3時，稀硫酸與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，氫氣可排出裝置內(nèi)空氣，防止亞鐵被氧化。然后關(guān)閉活塞1，打開活塞2，關(guān)閉活塞3，此時生成的氫氣使蒸餾燒瓶中壓強(qiáng)變大，硫酸亞鐵溶液沿導(dǎo)管上升，經(jīng)活塞2進(jìn)入三頸燒瓶，進(jìn)而發(fā)生反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀和氣體，故C中離子方程式為Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O。

Ⅱ．（3）FeCO3固體溶于足量的乳酸溶液需要75℃、攪拌條件，可采用75℃水浴加熱，同時加入適量鐵粉防止亞鐵被氧化。乳酸亞鐵晶體含結(jié)晶水，只能使用冷卻結(jié)晶方法，故將生成的乳酸亞鐵溶液在隔絕空氣條件下，經(jīng)低溫濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得乳酸亞鐵晶體。據(jù)題意，乳酸亞鐵易被空氣中氧氣氧化，且光照可促進(jìn)氧化，故保存乳酸亞鐵晶體應(yīng)密封、避光。

III．（4）滴定過程中發(fā)生反應(yīng)Fe2++Ce4+＝Fe3++Ce3+，得關(guān)系式[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O ~ (NH4)4Ce(SO4)4。

25.00mL樣品溶液中n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.10mol·L-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol

6.00g樣品中，n(Fe2+)=2.000×10-3mol×=2.000×10-2mol

產(chǎn)品中乳酸亞鐵晶體的純度==96%