Question

乳酸亚铁晶体[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O(M=288 g/mol)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CH₃CH(OH)COOH与FeCO₃反应制得.

I.制备碳酸亚铁

(1)利用如图所示装置进行实验。装置中仪器C的名称是____________。

(2)实验开始时，首先关闭活塞2，打开活塞1、3，目的是________________________；关闭活塞1，反应一段时间后，关闭活塞_________，打开活塞___________，观察到B中溶液进入到C中，C中产生沉淀和气体。生成FeCO₃的离子方程式为__________。

(3)装置D的作用是___________________。

Ⅱ.乳酸亚铁晶体的制备及纯度测定

将制得的FeCO₃加入到乳酸溶液中，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，从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体。

(4)加入少量铁粉的作用是______________________________。

(5)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%，其主要原因是____________________________________________。

(6)经查阅文献后，改用Ce(SO₄)₂标准溶液进行滴定。反应中Ce⁴⁺离子的还原产物为Ce³⁺。测定时，先称取5.760 g样品，溶解后进行必要处理，用容量瓶配制成250 mL溶液，每次取25.00 mL，用0.1000 mol·L^-1Ce(SO₄)₂标准溶液滴定至终点，记录数据如下表所示：

则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为________%（保留小数点后两位）。

Answer

三颈烧瓶 制备Fe2+，利用产生的氢气排净装置内的空气，防止Fe2+被氧化 3 2 Fe2++2HCO3‑=FeCO3↓+CO2↑+H2O 液封，防止空气中的氧气进入到C装置中，将Fe2+氧化 防止FeCO3与乳酸反应产生的Fe2+被氧化 乳酸根中的羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化 97.50

【解析】

I. 制备碳酸亚铁

Fe粉与盐酸在装置B中反应制取FeCl2，亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，在C装置中FeCl2和NH4HCO3发生反应：FeCl2+2NH4HCO3=FeCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O，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，装置D防止空气中的氧气进入到C装置中，将Fe2+氧化，据此分析作答。

Ⅱ.乳酸亚铁晶体的制备及纯度测定

(4)考虑Fe2+被氧化；

(5)乳酸中的羟基消耗酸性高锰酸钾；

(6)第二组数据误差较大，舍去，计算出消耗的标准液体积平均为19.50 mL，根据Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，则m(乳酸亚铁)=0.1000 mol/L×0.0195 L××288 g/mol=5.616 g，据此计算可得。

I.(1)根据装置图可知：仪器C为三颈烧瓶；

(2)首先关闭活塞2，打开活塞1、3，目的是发生反应制备Fe2+，利用反应产生的H2排净装置内的空气，防止Fe2+被氧化；关闭活塞1，反应一段时间后，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，发生反应：Fe2++2HCO3‑=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(3)装置D的作用是液封，防止空气中的氧气进入到C装置中，将Fe2+氧化；

II.(4)加入少量铁粉的作用是防止FeCO3与乳酸反应产生的Fe2+被氧化；

(5)乳酸根中的羟基容易被酸性高锰酸钾溶液氧化，故用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%；

(6)通过对实验数据分析、观察，发现第二组数据误差较大，要舍去，故消耗的标准液体积平均为19.50 mL，根据Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，则m(乳酸亚铁)=0.1000 mol/L×0.0195 L××288 g/mol=5.616 g，故产品中乳酸亚铁晶体的纯度为×100%=97.50%。