Question

【题目】乳酸亚铁（[CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O，Mr=288）是一种食用的补铁剂，吸收效果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，受热易分解，可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得。

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.乳酸亚铁的制备：

某兴趣小组用FeCl2和NH4HCO3制备FeCO3的装置示意图如图：

回答下列问题：

(1)C装置中涉及的主要反应的离子方程式_________。

(2)待D处的气体纯净后，将生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合时的操作是_____。

(3)将制得的FeCO3加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉，75℃下搅拌反应。加入少量铁粉的作用是_______。

(4)反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是_________。

(5)从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体的方法是：________，冷却结晶，过滤， 用适量乙醇洗涤，干燥。

Ⅱ.乳酸亚铁晶体纯度的测量：

(6)该兴趣小组用KMnO4滴定法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是___。

(7)经查阅文献后，该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2+的含量，滴定反应如下：Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。取1.440g产品配成100mL溶液，每次取20.00mL，进行必要处理，用0.0500molL-1Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点，记录数据如表。

滴定次数	滴定前读数（mL）	滴定后读数（mL）
1	0.20	19.95
2	0.10	21.65
3	0.95	20.60

则产品中乳酸亚铁的质量分数为________%。(小数点后保留一位数字)

(8)请设计实验证明你购买的乳酸亚铁补铁剂中含Fe2+：_______。

Answer 1

【答案】Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 关闭活塞3，打开活塞2 防止Fe2+被氧化 加适量的乳酸，让铁粉反应完全 隔绝空气，低温蒸发 乳酸根中羟基被高锰酸钾溶液氧化(或者乳酸根被高锰酸钾溶液氧化；或者是晶体失去了部分结晶水) 98.5 取少量乳酸亚铁补铁剂于试管中加蒸馏水溶解，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变色，再滴加新制氯水，溶液变成血红色，证明补铁剂中含Fe2+

【解析】

I.在B装置中用Fe与盐酸反应制备FeCl2，利用反应生成的H2排尽装置中的空气，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中；在C装置中FeCl2和NH4HCO3发生反应：FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，

II.乳酸根中含有羟基，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的增大，而计算中按亚铁离子被氧化，导致所得乳酸亚铁的质量偏大；

(7)根据离子方程式Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+计算20mL溶液中n(Fe2+)，进而计算100mL含有n(Fe2+)，再根据m=n·M计算乳酸亚铁晶体的质量，进而计算产品中乳酸亚铁晶体的质量分数。

(8)根据Fe2+不能使KSCN溶液变红色，Fe3+能使KSCN溶液变红色，用氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+检验Fe2+。

(1)在装置B中Fe与HCl反应产生FeCl2和H2，反应方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，并将FeCl2溶液压入C装置中，在C装置中FeCl2和NH4HCO3发生反应：FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，该反应的离子方程式为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(2)待D处的气体纯净后，将生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合时的操作是关闭活塞3，打开活塞2，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中；

(3)Fe2+离子易被氧化为Fe3+离子，实验目的是制备乳酸亚铁晶体，加入Fe粉，防止Fe2+离子被氧化；

(4)反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是利用乳酸具有酸性，可以与过量的Fe粉反应产生乳酸亚铁，从而使过量的铁粉可以充分利用；

(5)从所得溶液乳酸亚铁中获得乳酸亚铁晶体的方法是隔绝空气，低温蒸发溶剂，然后经过冷却结晶、过滤、用适量乙醇洗涤、干燥等操作；

(6)乳酸根中含有羟基，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的增大，而计算中按亚铁离子被氧化，因此会使计算所得乳酸亚铁的质量偏大，导致产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%；

(7)三次滴定第二次操作消耗标准液数值明显偏大，应舍去，根据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，则产品中乳酸亚铁晶体的质量分数为×100%=98.5%；

(2)可根据Fe2+与SCN-混合物明显现象，加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+后溶液变为血红色检验Fe2+的存在，故设计实验证明购买的乳酸亚铁补铁剂中含Fe2+的方法是取少量乳酸亚铁补铁剂于试管中，加蒸馏水溶解，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变色，再滴加新制氯水，溶液变成血红色，证明补铁剂中含Fe2+。