题目内容
【题目】柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe( C6 H5O7)2,摩尔质量488 g/mol] 是一种重要的食品添加剂。一种制备柠檬酸铁铵的实验步骤如下:
步骤1.在右图三颈烧瓶中加入16.7 g FeSO4·7H2O、40 ml.蒸馏水,3mL硫酸和1 g NaClO3,强力搅拌;
步骤2.升温至80℃,再补加l g NaClO3;
步骤3.向反应器中加入NaOH溶液,温度控制在80~90℃,剧烈搅拌;
步骤4.过滤,洗涤,沥干,得活性Fe(OH)3;
步骤5.将Fe(OH)3和一定量的水加入三颈烧瓶中,控制95℃以上,加入计算量的柠檬酸溶液,搅拌,并保温1h;
步骤6.冷却到50℃,搅拌下加入氨水40 mL,静置、浓缩至膏状,80℃干燥得柠檬酸铁铵24.9 g。
回答下列问题:
(1)步骤1发生反应的离子方程式为_____________________________。
(2)步骤2再补加NaClO3的目的是_____________________________。
(3)步骤3确定Fe3+已沉淀完全的方法是_____________________________。
(4)步骤4过滤时,所需硅酸盐质仪器除烧杯外,还需要_____________________________;证明Fe(OH)3已被洗涤干净的方法为__________________________。
(5)柠檬酸铁铵的产率为_________(结果保留三位有效数字)。
【答案】 6Fe2++ClO3-+6 H+=6Fe3++Cl- +3H2O 确保Fe2+全部转化为Fe3+ 在上层清液中继续滴加NaOH溶液,不产生沉淀(或其他合理答案) 漏斗和玻璃棒 取最后一次洗涤液于两支试管中,分别滴加氯化钡或硝酸银溶液,并用硝酸酸化,均无白色沉淀出现,证明Fe(OH)3已被洗涤干净 85.0%
【解析】(1)步骤1是氯酸钠在酸性条件下氧化硫酸亚铁,发生反应的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6 H+=6Fe3++Cl- +3H2O。
(2)步骤2再补加NaClO3的目的是确保Fe2+全部转化为Fe3+ 。
(3)步骤3确定Fe3+已沉淀完全的方法是,在上层清液中继续滴加NaOH溶液,不产生沉淀。
(4)步骤4过滤时,所需硅酸盐质仪器除烧杯外,还需要漏斗和玻璃棒;证明Fe(OH)3已被洗涤干净的方法为取最后一次洗涤液于两支试管中,分别滴加氯化钡或硝酸银溶液,并用硝酸酸化,均无白色沉淀出现,证明Fe(OH)3已被洗涤干净。
(5)16.7 g FeSO4·7H2O的物质的量约为0.06mol,在理论上能制备0.06mol(NH4)3Fe( C6 H5O7)2,0.0601mol(NH4)3Fe( C6 H5O7)2的质量为29.3g,所以柠檬酸铁铵的产率为85.0% 。