Question

乳酸亚铁晶体{[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O}是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好，可由乳酸与FeCO₃ 反应制得:

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

I.制备碳酸亚铁:装置如图所示。

(1)C的名称是___________。

(2)清洗仪器,检查装置气密性,A 中加入盐酸,B 中加入铁粉,C 中加入NH₄HCO₃ 溶液。为顺利达成实验目的,上述装置中活塞的打开和关闭顺序为:关闭活塞______，打开活塞______；加入足量盐酸后,关闭活塞1,反应一段时间后,关闭活塞____,打开活塞_____。C中发生的反应的离子方程式为_______________。

Ⅱ. 制备乳酸亚铁晶体:

将制得的FeCO₃加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75℃下搅拌使之充分反应。然后再加入适量乳酸。

(3)加入少量铁粉的作用是______________。从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是隔绝空气低温蒸发，________、干燥。

Ⅲ.乳酸亚铁晶体纯度的测量:

(4)若用KMnO₄滴定法测定样品中Fe²⁺的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%,其原因可能是_____________________。

(5)经查阅文献后,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5.760g样品,溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成250mL溶液,每次取25.00mL,用0.1000mol/LCe(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

则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为_________(以质量分数表示)。

Answer

三颈烧瓶 2 1、 3 3 2 Fe2++2HCO3－ =FeCO3↓+CO2↑+H2O 防止 FeCO3与乳酸反应产生的 Fe2+被氧化 冷却结晶， 过滤、洗涤 乳酸根中羟基(－OH)被酸性高锰酸钾溶液氧化 98.5%

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）根据仪器的特点，仪器C为三颈烧瓶；（2）实验目的是制备碳酸亚铁，Fe2＋容易被氧气氧化成Fe3＋，因此先排除装置空气，即关闭活塞K3，打开活塞K1和K3，反应一段时间后，关闭活塞K3，打开K2，利用压强，把B中溶液压入到C中，发生：Fe2＋＋HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；（3）Fe2＋容易被氧气氧化，因此加入少量铁粉的目的是防止FeCO3与乳酸反应产生的Fe2＋被氧化；获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是隔绝空气低温蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；（4）根据乳酸亚铁的结构简式，乳酸亚铁中含有羟基，羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此滴定实验中发现结果总是大于100%；（5）三次消耗Ce(SO4)2的体积分别是为19.75mL、21.2mL、19.65mL，第二次消耗的体积与另外两次消耗的体积差别大，删去21.2mL，因此平均消耗的Ce(SO4)2的体积为(19.75＋19.65)/2mL=19.70mL，根据得失电子数目守恒，因此有19.70×10－3×0.1××1×250/25=n(Fe2＋)×1，解得n(Fe2＋)=1.97×10－2mol，即样品的纯度为1.97×10－2×288/5.760×100%=98.5%。