Question

7．醋酸亞鐵是淺綠色份末，易溶于水，可用于磷酸亞鐵鋰的合成，制藥、印染等，可用鐵與醋酸置換法、電解法或羰基鐵與醋酸合成法等方法制備．回答下列問題：
（1）鐵與醋酸反應的離子方程式為Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑．
（2）用電解醋酸的方法制取醋酸亞鐵時，陽極的材料是鐵，陰極的電極反應式為2CH₃COOH+2e^-=2CH₃COO^-+H₂↑．
（3）用羰基鐵作鐵源，實驗室合成醋酸亞鐵的流程如下：
①Fe（CO）₅中鐵元素的化合價為0
②步驟I合成反應的化學方程式為2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑
③步驟Ⅲ采用減壓過濾，與普通過濾相比，其優點是過濾速度快，效果好，減少晶體損失；步驟Ⅳ采用真空燥，主要優點是防止接觸到空氣中的水和氧氣，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化．
④本次制備產率為80.46%．

Answer 1

分析 （1）根據金屬與酸反應生成對應的鹽和氫氣可寫出方程式Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑；（2）根據Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑，陽極發生氧化反應，由鐵生成二價鐵，故陽極材料為鐵；陰極電極反應方程式為2CH₃COOH+2e^-=2CH₃COO^-+H₂↑；
（3）①Fe（CO）5五羰基合鐵，CO是中性的，就是一氧化碳，Fe是0價，這是0價過渡金屬的配合物；
②由流程圖知步驟I合成反應的化學方程式為2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑；
③步驟Ⅲ采用減壓過濾，與普通過濾相比，其優點是過濾速度快，效果好，減少晶體損失，步驟Ⅳ采用真空燥，主要優點是防止接觸到空氣中的水和氧氣，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化；
④29.4g Fe（CO）₅中含有Fe的質量為29.4×$\frac{56}{（56+28×5）}$g=8.4g，含鐵的物質的量為8.4/56=0.15mol，根據鐵原子守恒，理論上產生（CH₃COO）₂Fe的物質的量為0.15mol，折算為質量=0.15mol×175g/mol=26.1g，故本次制備產率為$\frac{21.0}{26.1}$×100%=80.46%．

解答 （1）根據金屬與酸反應生成對應的鹽和氫氣可寫出方程式Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：； 
（2）根據Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑，陽極發生氧化反應，由鐵生成二價鐵，故陽極材料為鐵；陰極電極反應方程式為2CH₃COOH+2e^-=2CH₃COO^-+H₂↑；
故答案為：Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑；
（3）①Fe（CO）5五羰基合鐵，CO是中性的，就是一氧化碳，Fe是0價，這是0價過渡金屬的配合物，
故答案為：0；
②由流程圖知步驟I合成反應的化學方程式為2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑，
故答案為：2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑；
③步驟Ⅲ采用減壓過濾，與普通過濾相比，其優點是過濾速度快，效果好，減少晶體損失，步驟Ⅳ采用真空燥，主要優點是防止接觸到空氣中的水和氧氣，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化，
故答案為：過濾速度快，效果好，減少晶體損失；防止接觸到空氣中的水和氧氣，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化；
④29.4g Fe（CO）₅中含有Fe的質量為29.4×$\frac{56}{（56+28×5）}$g=8.4g，含鐵的物質的量為8.4/56=0.15mol，根據鐵原子守恒，理論上產生（CH₃COO）₂Fe的物質的量為0.15mol，折算為質量=0.15mol×175g/mol=26.1g，故本次制備產率為$\frac{21.0}{26.1}$×100%=80.46%，
故答案為：80.46%．

點評 本題以醋酸亞鐵的制備為載體，主要考查了除雜提純的基本操作、對實驗步驟原理和目的分析評價、對裝置的分析評價等，明確原理是解題關鍵，弄清所發生的化學反應及鐵元素存在形態的變化．