Question

【題目】乳酸亞鐵晶體{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，相對分子質量為288}易溶于水，是一種很好的補鐵劑，可由乳酸[CH3 CH(OH)COOH]與FeCO3反應制得。

I．碳酸亞鐵的制備（裝置如下圖所示）

(1)儀器B的名稱是____；實驗操作如下：打開kl、k2，加入適量稀硫酸，關閉kl，使反應進行一段時間，其目的是____。

(2)接下來要使儀器C中的制備反應發生，需要進行的操作是____，其反應的離子方程式為____。

(3)儀器C中混合物經過濾、洗滌得到FeCO3沉淀，檢驗其是否洗凈的方法是____。

Ⅱ．乳酸亞鐵的制各及鐵元素含量測定

(4)向純凈FeCO3固體中加入足量乳酸溶液，在75℃下攪拌使之充分反應，經過濾，在____的條件下，經低溫蒸發等操作后，獲得乳酸亞鐵晶體。

(5)兩位同學分別用不同的方案進行鐵元素含量測定：

①甲同學通過KMnO4滴定法測定樣品中Fe2+的含量計算樣品純度。在操作均正確的前提下，所得純度總是大于l00%，其原因可能是 ___。

②乙同學經查閱資料后改用碘量法測定鐵元素的含量計算樣品純度。稱取3.000g樣品，灼燒完全灰化，加足量鹽酸溶解，取所有可溶物配成l00mL溶液。吸取25．00 rnL該溶液加入過量KI溶液充分反應，然后加入幾滴淀粉溶液，用0. 100 mol·L-1硫代硫酸鈉溶液滴定（已知：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-），當溶液____，即為滴定終點；平行滴定3次，硫代硫酸鈉溶液的平均用量為24. 80 mL，則樣品純度為____％（保留1位小數）。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 生成FeSO4溶液，且用產生的H2排盡裝置內的空氣 關閉k2 Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 取最后一次洗滌液，加入過量稀鹽酸，再加入一定量BaCl2溶液，若無白色沉淀，則洗滌干凈 隔絕空氣 乳酸根離子中的羥基也能被高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀溶液的量偏多 藍色褪去且半分鐘不恢復 95.2%

【解析】

乳酸亞鐵晶體中含有亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化，因此在制備保存乳酸亞鐵晶體時，一定要排除氧氣的影響。實驗開始前，先通氫氣排盡裝置內的空氣，然后利用氫氣產生的壓強差把硫酸亞鐵溶液加入反應器中進行反應，生成碳酸亞鐵。碳酸亞鐵再和乳酸反應生成乳酸亞鐵，實驗過程要防止其氧化。利用氧化還原滴定進行乳酸亞鐵純度測定，乳酸中的羥基也能被高錳酸鉀溶液氧化，會給實驗帶來影響。

(1)由儀器B的結構特點知，儀器B為蒸餾燒瓶；打開kl、k2，加入適量稀硫酸，關閉k1，Fe與稀硫酸反應生成FeSO4和H2，利用生成的氫氣，將裝置中的氧氣排除干凈，防止亞鐵離子被氧化；

(2)裝置C中是硫酸亞鐵和NH4HCO3溶液反應制備碳酸亞鐵；需要將裝置B中生成的硫酸亞鐵轉移到裝置C中，利用生成的氫氣產生壓強差，將硫酸亞鐵壓入裝置C中，則只需關閉k2；Fe2+與HCO3-反應生成碳酸亞鐵、水和CO2，離子方程式為Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；

(3)硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應除生成FeCO3、CO2和水外，還有硫酸銨生成，FeCO3可能吸附NH4＋和SO42－等離子，可以通過檢驗相應的離子檢驗是否洗滌干凈，答案為：取最后一次洗滌液，加入過量稀鹽酸，再加入一定量BaCl2溶液，若無白色沉淀，則洗滌干凈；

(4)乳酸亞鐵中含有亞鐵離子，容易被氧化，所以在蒸發結晶過程中必須隔絕空氣，所以條件為：隔絕空氣；

(5) ①乳酸根的結構簡式為CH3CH(OH)COO－，乳酸根中存在的—OH也可以被高錳酸鉀氧化，造成消耗的高錳酸鉀增加，純度大于100%。答案為：乳酸根離子中的羥基也能被高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀溶液的量偏多；

②灼燒完全灰化，加足量鹽酸溶解，樣品中的亞鐵離子被氧化成鐵離子，則鐵離子會氧化I-生成碘單質，離子方程式為2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2；溶液中有碘單質，加入淀粉呈現藍色，滴入硫代硫酸鈉，到終點時，藍色會消失，且半分鐘內不變化；利用關系式進行計算，1mol乳酸亞鐵被氧化得到1mol含Fe3+的物質，2molFe3＋得到1molI2，1molI2消耗2molNa2S2O3。關系式為[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O ~ Fe3+ ~ 1/2I2 ~ Na2S2O3，則25mL的溶液中含有乳酸亞鐵的物質的量為24.80×10-3L×0.100 mol·L-1=0.00248mol，含有乳酸亞鐵晶體的質量為m=0.00248mol×288g/mol=0.71424g，則原樣品中含有的乳酸亞鐵晶體的質量為0.71424g×=2.85696g，純度ω=×100%≈95.2%。