Question

2．乳酸亞鐵（[CH₃CH（OH）COO]₂Fe•3H₂O，Mr=288）是一種常用的補鐵劑，可通過乳酸與碳酸亞鐵反應制得：
CH₃CH（OH）COOH+FeCO₃+2H₂O→[CH₃CH（OH）COO]₂Fe•3H₂O+CO₂↑．
已知FeCO₃易被氧化：4FeCO₃+6H₂O+O₂═4Fe（OH）₃+4CO₂
某興趣小組用FeCl₂（用鐵粉和稀鹽酸制得）和NH₄HCO₃制備FeCO₃的裝置示意圖如圖：
回答下列問題：
（1）稀鹽酸盛放在裝置A中（填字母，下同），NH₄HCO₃盛放在裝置C中
（2）該裝置C中涉及的主要反應的離子方程式Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O
將生成的FeCl₂溶液和NH₄HCO₃溶液混合時的操作是（待D處的氣體純凈后）關閉活塞3、打開活塞2
（3）將制得的FeCO₃加入到足量乳酸溶液中，再加入少量鐵粉，75℃下攪拌反應．鐵粉的作用是防止+2價的鐵元素被氧化
反應結束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是加入適量乳酸讓鐵粉反應完全
（4）該興趣小組用KMnO₄法測定樣品中亞鐵含量進而計算產品中乳酸亞鐵的質量分數，發現產品的質量分數總是大于100%，其原因可能是乳酸根離子被酸性KMnO₄氧化．

Answer 1

分析 亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應在無氧環境中進行，Fe與鹽酸反應制備氯化亞鐵，利用反應生成的氫氣排盡裝置中的空氣，故B制備氯化亞鐵，C裝置中FeCl₂和NH₄HCO₃發生反應：FeCl₂+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+2NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，利用生成氫氣，使B裝置中氣壓增大，將B裝置中的氯化亞鐵溶液壓入C中．
（1）分析裝置圖和反應原理可知稀鹽酸在A中加入，NH₄HCO₃盛放在裝置C中；
（2）亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應在無氧環境中進行，Fe與鹽酸反應制備氯化亞鐵，利用反應生成的氫氣排盡裝置中的空氣，故B制備氯化亞鐵，C裝置中FeCl₂和NH₄HCO₃發生反應：FeCl₂+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+2NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，利用生成氫氣，使B裝置中氣壓增大，將B裝置中的氯化亞鐵溶液壓入C中；
（3）實驗目的是制備乳酸亞鐵晶體，加入Fe粉，防止Fe²⁺離子被氧化，過量的鐵粉用乳酸除去，Fe被充分利用；
（4）乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀的增大，而計算中按亞鐵離子被氧化，故計算所得乳酸亞鐵的質量偏大．

解答 解：亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應在無氧環境中進行，Fe與鹽酸反應制備氯化亞鐵，利用反應生成的氫氣排盡裝置中的空氣，故B制備氯化亞鐵，C裝置中FeCl₂和NH₄HCO₃發生反應：FeCl₂+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+2NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，利用生成氫氣，使B裝置中氣壓增大，將B裝置中的氯化亞鐵溶液壓入C中．
（1）由上述分析可知，鹽酸應放在分液漏斗中，稀鹽酸盛放在裝置A中，NH₄HCO₃盛放在裝置C中，故答案為：A；C；
（2）該裝置中涉及的主要反應的離子方程式：Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O，利用生成氫氣，使B裝置中氣壓增大，將B裝置中的氯化亞鐵溶液壓入C中，具體操作為：（待D處的氣體純凈后）關閉活塞3、打開活塞2；
故答案為：Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；（待D處的氣體純凈后）關閉活塞3、打開活塞2；
（3）Fe²⁺離子易被氧化為Fe³⁺離子，實驗目的是制備乳酸亞鐵晶體，加入Fe粉，防止Fe²⁺離子被氧化，過量的鐵粉可以充分利用，得到乳酸亞鐵，加入適量乳酸讓鐵粉反應完全，
故答案為：防止+2價的鐵元素被氧化，加入適量乳酸讓鐵粉反應完全；
（4）乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀的增大，由：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺，可知溶液中n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺），計算中按亞鐵離子被氧化，故計算所得乳酸亞鐵的質量偏大，產品中乳酸亞鐵的質量分數會大于100%，
故答案為：乳酸根離子被酸性KMnO₄氧化．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及化學儀器識別、對操作的分析評價、物質分離提純、氧化還原反應滴定應用等，明確原理是解題關鍵，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．