Question

铁及其化合物在国民经济中占重要地位。FeCO₃是白色难溶于水的固体。某研究小组采用如图装置制取FeCO₃(夹持装置略)。

操作的关键是向1mol·L^－1Na₂CO₃溶液(pH＝12.1)通入一段时间CO₂至溶液pH为7，再滴加一定量0.8mol·L^－1FeSO₄溶液，产生白色沉淀。

(1)实验室配制FeSO₄溶液时，加入少量稀硫酸的原因是________；配制完毕后加入少量还原铁粉的目的是________。

(2)先向1mol·L^－1Na₂CO₃溶液中通入CO₂的目的是________；生成FeCO₃的离子方程式为________。

(3)FeCO₃溶于乳酸[CH₃CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁(摩尔质量为234g·mol^－1)补血剂。

①某化学小组同学用KMnO₄测定补血剂中亚铁含量，进而计算乳酸亚铁的质量分数。在操作均正确的前提下，发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%，其原因可能是________。

②该小组同学经查阅资料后，改用碘量法测定铁元素的含量计算乳酸亚铁的质量分数。称取2.000g样品，灼烧完全灰化，加足量盐酸溶解，将所有可溶物配成100mL溶液。取25.00mL该溶液加入过量KI溶液充分反应，然后加入几滴淀粉溶液，用0.100mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定(已知：I₂＋2＝＋2I^－)，滴定时应将Na₂S₂O₃溶液加入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。当溶液________，即为滴定终点；三次滴定平均消耗20.00mL的Na₂S₂O₃溶液，则乳酸亚铁的质量分数为________%(保留1位小数)。

Answer

抑制Fe2＋的水解 防止Fe2＋被氧化 排除装置中的空气，防止Fe2+被氧化为Fe3+；降低溶液中OH－的浓度，防止生成Fe(OH)2 Fe2＋＋2＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 乳酸根中的羟基被KMnO4氧化，导致消耗KMnO4溶液偏多 碱式 蓝色褪去且半分钟不恢复 93.6

【解析】

(1)FeSO4溶液加水稀释时，亚铁离子的水解平衡正向进行，配制溶液考虑水解及空气中的氧气氧化；

(2)碳酸钠溶液碱性强，溶液中c（OH-）大，就会出现生成氢氧化亚铁与制备的FeCO3成为竞争反应，而导致制备的FeCO3纯度低，NaHCO3溶液碱性弱，制得FeCO3纯度高；

(3)乳酸中的羟基能与高锰酸钾反应；利用方程式进行计算。

(1)配制FeSO4溶液加水稀释时，亚铁离子的水解平衡正向进行，加入少量稀硫酸，增大溶液中的氢离子浓度，可抑制Fe2＋的水解；Fe2＋易被空气中的氧气氧化为Fe3＋，加入少量铁屑，可与Fe3＋反应生成Fe2＋；

(2)装置中的空气中的氧气可以将亚铁离子氧化为铁离子，CO2可将装置中的氧气排除，防止亚铁离子氧化；同时碳酸钠溶液碱性强，溶液中c(OH-)大，就会出现生成氢氧化亚铁与制备的FeCO3成为竞争反应，而导致制备的FeCO3纯度低，NaHCO3溶液碱性弱，制得FeCO3纯度高，则先向1mol/LNa2CO3溶液中通入CO2的目的是排除装置中的空气，降低溶液中OH-的浓度，防止生成Fe(OH)2；亚铁离子与碳酸氢根离子反应，生成碳酸亚铁、二氧化碳和水，离子方程式为Fe2＋＋2＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；

(3)①乳酸中含有醇羟基，能被高锰酸鉀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，故计算所得乳酸亚铁的质量偏大，产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%；

②Na2S2O3为强碱弱酸盐，其溶液显碱性，滴定时应将Na2S2O3溶液加入碱式滴定管中；碘水遇到淀粉溶液时，溶液显蓝色，当滴定终点时，碘消耗完全，则溶液蓝色褪色，滴定终点的现象为蓝色褪去且半分钟不恢复；根据反应的方程式可得：2n(Fe3+)=n(I2)=2n()，则样品中的n(Fe3+)=×2×=0.008mol；乳酸亚铁的质量分数=×100%=93.6%。