Question

【加试题】乳酸亚铁：｛[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O，M=288.0g/mol｝是一中新型的优良补铁剂，绿白色晶体，溶于水，几乎不溶于乙醇。某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃）出发，先制备绿矾，再合成乳酸亚铁。

已知：

①几种金属离子生成氢氧化物沉淀的PH（开始沉淀的PH按金属离子浓度为1.0mol/L计算）。

金属离子	开始沉淀的PH	沉淀完全的PH
Fe^3+	1.1	3.2
Al^3+	3.0	5.0
Fe^2+	5.8	8.8

②研究性学习小组设计的由烧渣制备绿矾晶体的操作流程如下：

③由绿矾（FeSO₄·7H₂O）制备乳酸亚铁涉及下列反应：

FeSO₄+Na₂CO₃=FeCO₃↓+Na₂SO₄

2CH₃CH(OH)COOH+FeCO₃+2H₂O [CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O+CO₂↑。

请回答：

（1）滤渣2的成分为__________（写化学式）。

（2）操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥。洗涤绿矾粗产品的具体操作为_______。

（3）据题干信息，欲制备较纯净的FeCO₃时，某同学设计的实验装置示意图如图所示（夹持装置省略）。仪器A 中存放的试剂为________，装置C的作用为___________。

（4）在室温下，将所得的乳酸亚铁成品用无水乙醇进行浸泡2次，从而得到精制产品。选择用无水乙醇进行浸泡的优点是___________（写出两点）。

（5）该学习小组同学用KMnO₄滴定法测定样品中Fe²⁺的量进而计算产品中乳酸亚铁的纯度，发现结果总是大于100%,其原因可能是___________。

经查阅文献后，小组同学改用Ce(SO₄)₂标准溶液滴定进行测定。反应中Ce⁴⁺离子的还原产物为Ce³⁺。测定时，先称取0.576g样品，溶解后进行必要处理，用0.1000mol/L Ce(SO₄)₂标准溶液滴定至终点，记录数据如下表。

滴定次数	0.1000mol/L Ce(SO4)2标准溶液体积/mL
滴定前读数	滴定后读数
1	0.10	19.85
2	0.12	21.32
3	1.05	20.70

则产品中乳酸亚铁的纯度为________（以质量分数表示）。

Answer

Al(OH)3、Fe 关小水龙头，加洗涤剂浸没滤渣，缓慢均匀流过，待液体流到布氏漏斗下端导管口时，再抽滤，重复2-3次 碳酸钠溶液 可以防止空气进入装置B而氧化Fe2+ 可去除产品表面的有机杂质、降低产品溶解损耗、乙醇易挥发便于干燥等 乳酸根（-OH）被酸性高锰酸钾溶液氧化 98.5%

【解析】烧渣中二氧化硅与稀硫酸不反应，滤渣1是二氧化硅，滤液1中含有硫酸铁、硫酸铝和过量的稀硫酸；要制备硫酸亚铁，需要将硫酸铁转化为硫酸亚铁，加入铁粉即可。依据沉淀的pH值，通过调节pH使溶液中铝离子转化为氢氧化铝沉淀，滤液经过蒸发浓缩结晶得到绿矾晶体。（1）由于加入的铁粉过量，则滤渣2的成分为Al(OH)3、Fe。（2）洗涤需要在过滤器中进行，则洗涤绿矾粗产品的具体操作为关小水龙头，加洗涤剂浸没滤渣，缓慢均匀流过，待液体流到布氏漏斗下端导管口时，再抽滤，重复2-3次。（3）为了防止生成氢氧化亚铁沉淀，应该将碳酸钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中，即仪器A 中存放的试剂为碳酸钠溶液。又因为硫酸亚铁易被氧化，所以装置C的作用为可以防止空气进入装置B而氧化Fe2+。 (4）乳酸亚铁不溶于乙醇，且乙醇易挥发，所以选择用无水乙醇进行浸泡的优点是可去除产品表面的有机杂质、降低产品溶解损耗、乙醇易挥发便于干燥等。（5）由于乳酸根易被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此导致消耗高锰酸钾溶液的体积增加，所以结果总是大于100%；根据表中数据可知三次实验中消耗标准液的体积分别是19.75mL、21.20mL、19.65mL，第二次实验误差太大，舍去，消耗标准液体积的平均值为19.70mL。根据电子得失守恒可知亚铁离子的物质的量是0.01970L×0.1000mol/L＝0.001970mol。则产品中乳酸亚铁的纯度为。

点睛：无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力，所以这类题成为近年来高考的必考题型。分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。