Question

【题目】乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}(相对分子质量：288)可由乳酸与FeCO3反应制得，它易溶于水，是一种很好的补铁剂。

I．制备碳酸亚铁：装置如图所示。

(1)仪器B的名称是____________。

(2)实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是：_________，然后关闭活塞1，接下来的操作是：_________________。C中发生反应的离子方程式为_______________________________。

Ⅱ．制备乳酸亚铁：

向纯净的FeCO3固体加入足量乳酸溶液，在75℃下搅拌使之充分反应。

(3)该反应方程式为_______________________________________。为防止乳酸亚铁变质，在上述体系中还应加入______________________。反应结束后，将所得溶液隔绝空气低温蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得乳酸亚铁晶体。该晶体存放时应注意_______。

III．乳酸亚铁晶体纯度的测量：

(4)两位同学分别用不同方案进行测定：

①甲同学通过KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的含量计算样品纯度，所得纯度总是大于100％，其原因可能是________________________________。

②乙同学经查阅文献后改用(NH4)4Ce(SO4)4滴定法测定样品中Fe2+的含量计算样品纯度(反应中Ce4+还原为Ce3+)，称取6.00g样品配制成250.00mL溶液，取25.00mL用0.10mol·L-1(NH4)4Ce(SO4)4标准溶液滴定至终点，消耗标准液20.00mL。则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为__________(以质量分数表示)。

Answer 1

【答案】 蒸馏烧瓶 排尽装置内的空气，防止二价铁被氧化 关闭活塞3，打开活塞2 Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O 2CH3CH(OH)COOH+FeCO3[CH3CH(OH)COO]2Fe+CO2↑+H2O 适量铁粉 密封保存 乳酸根中羟基(－OH)能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾溶液偏多 96%

【解析】乳酸亚铁晶体中含有亚铁离子，易被空气中的氧气氧化，因此在制备、保存乳酸亚铁晶体时，一定要排除氧气的影响；实验开始前，要先通氢气，排净装置内的空气，然后利用氢气产生的压强差，把硫酸亚铁溶液压入到反应器中进行反应，生成碳酸亚铁，碳酸亚铁再与乳酸反应生成乳酸亚铁，并加入铁粉防止其氧化；利用电子守恒规律进行乳酸亚铁纯度测定时，乳酸中的羟基也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，会带来实验误差；据此分析解题。

(1) 仪器B是用来蒸馏液体的，为蒸馏烧瓶；正确答案：蒸馏烧瓶。

(2) 为顺利达成实验目的，先关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，产生的氢气能够把装置内的空气排净，防止亚铁离子被氧化；然后关闭活塞1，关闭活塞3，打开活塞2，利用生成的氢气，使B装置中的气压增大，将B装置中的硫酸亚铁溶液压入到C装置中；与碳酸氢铵溶液发生反应，生成碳酸亚铁和二氧化碳，离子方程式为Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O；正确答案：排尽装置内的空气，防止二价铁被氧化； 关闭活塞3，打开活塞2 ；Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+H2O。

(3) 向纯净的FeCO3固体加入足量乳酸溶液，在75℃下搅拌使之充分反应，生成乳酸亚铁和二氧化碳，该反应方程式为2CH3CH(OH)COOH+FeCO3[CH3CH(OH)COO]2Fe+CO2↑+H2O；为防止乳酸亚铁变质，加入铁粉，防止其被氧化；反应结束后，得到的乳酸亚铁晶体，含有亚铁离子，易被氧化，因此要隔绝空气密封保存；正确答案：2CH3CH(OH)COOH+FeCO3[CH3CH(OH)COO]2Fe+CO2↑+H2O ； 适量铁粉； 密封保存。

(4)①乳酸跟中含有羟基，可能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗的高锰酸钾的量变多，而计算中按Fe2+被氧化，故计算所得的乳酸亚铁的质量偏大，产品中乳酸亚铁的纯度大于100％；正确答案：乳酸根中羟基(－OH)能被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾溶液偏多。

②Ce4+→Ce3+发生还原反应，得电子总量为250/25×0.10×20×10-3mol,设亚铁离子的量为x mol，亚铁离子发生氧化反应，生成铁离子，失电子总量为x×1 mol,根据氧化还原反应电子得失守恒规律：x×1=250/25×0.10×20×10-3，x=2×10-2 mol，根据铁守恒，乳酸亚铁晶体的量为2×10-2 mol，其质量为2×10-2×288g, 则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为2×10-2×288/6.00×100%=96%；正确答案：96%。