Question

【题目】富马酸亚铁(C4H2O4Fe)常用于治疗缺铁性贫血，也可作食品营养强化剂，它可由糠醛（）和硫酸亚铁制备。已知。

回答下列问题

I.制备富马酸(实验装置如图所示，夹持装置已略去)

（1）将45.0g氯酸钠、0.2g五氧化二钒置于三颈烧瓶中，加入适量水，滴加糠醛并加热至90~100℃，维持此温度3~4h。实验中冷凝管的作用是_________，冷却液宜从___________ (填a”或“b”)处进入。

（2）冰水冷却使其结晶，并通过___________操作可以得到富马酸粗品。

（3）再用1mol·L－1HCl溶液重结晶，得到纯富马酸。该操作中用1mol·L－1HCl溶液的原因是_____________。

Ⅱ.合成富马酸亚铁

（4）取富马酸溶于适量水中，加入碳酸钠并加热、搅拌，调节pH6.5~6.7，产生大量气泡。写出该反应的化学方程式：___________。

（5）将硫酸亚铁溶液和适量的Na2SO3溶液缓慢加入上述反应液中，维持温度100℃并充分搅拌3~4h。

①该操作过程中加入适量的Na2SO3溶液，其目的是___________。

②写出生成富马酸亚铁的离子方程式：_____________。

（6）过滤、干燥得到产品。

过滤时滤纸要紧贴漏斗内壁，原因是________。

Ⅲ.产品纯度测定

（7）取0.300g样品置于250mL锥形瓶中，加入15.00mL硫酸，加热溶解后冷却，再加入50.00mL新沸过的冷水和2滴邻二氮菲指示液，此时溶液呈红色；立即用0.1000mol·L－1硫酸铈(Ⅳ)铵[(NH4)2Ce(SO4)3]标准液滴定(还原产物为Ce3+)，滴定终点溶液变为浅蓝色。平行测定三次，平均消耗17.30mL标准液，则样品的纯度为___________。

Answer 1

【答案】冷凝回流，提高糠醛的转化率及减少富马酸的挥发 a 过滤 加盐酸，使HOOC-CH=CH-COOH(OOC-CH=CH-COO)2-+2H+平衡逆向移动，促使富马酸晶体析出，提高产量 HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑ 防止富马酸亚铁（或Fe2+或富马酸根离子）被氧化 (OOC-CH=CH-COO)2-+ Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓ 防止滤纸与漏斗壁之间留有气泡，影响过滤速率（或防止滤纸破损，影响过滤效果） 98.03%

【解析】

（1）冷凝管的作用是冷凝，防止有机物挥发造成反应物转化率降低。冷凝管中冷却液的流向一般都是“下进上出”。

（2）从溶液中提取溶质需经过结晶、过滤、干燥等操作。

（3）富马酸是弱电解质，微溶于冷水，加入盐酸后可抑制富马酸的电离，降低在水中的溶解。

（4）根据实验现象可以得到反应的化学方程式。

（5）①Fe3+可以被SO32-还原为Fe2+，所以加入适量的Na2SO3溶液是为了防止富马酸亚铁（或Fe2+或富马酸根离子）被氧化。

②根据信息可以得出富马酸亚铁为沉淀，所以反应方程式为NaOOC-CH=CH-COONa+ FeSO4→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓+Na2SO4，据此写出离子方程式。

（6）过滤时滤纸若未紧贴漏斗内壁，会留有气泡，导致滤纸破损，使过滤速率较慢。

（7）n(C4H2O4Fe)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol/L17.3010-3L=1.73010-3mol，

w(C4H2O4Fe)=100%98.03%。

（1）冷凝管的作用是冷凝，防止有机物挥发造成反应物转化率降低。冷凝管中冷却液的流向一般都是“下进上出”，即从a处进入。

因此，本题正确答案为：冷凝回流，提高糠醛的转化率及减少富马酸的挥发；a；

（2）从溶液中提取溶质需经过结晶、过滤、干燥等操作，故结晶后需过滤。

因此，本题正确答案为：过滤；

（3）富马酸是弱电解质，微溶于冷水，加入盐酸后可抑制富马酸的电离，降低在水中的溶解。

因此，本题正确答案为：加盐酸，使HOOC-CH=CH-COOH(OOC-CH=CH-COO)2-+2H+平衡逆向移动，促使富马酸晶体析出，提高产量。

（4）取富马酸溶于适量水中，加入碳酸钠并加热、搅拌，调节pH6.5~6.7，产生大量气泡，说明富马酸和碳酸钠反应生成富马酸的钠盐和水及二氧化碳气体，反应的化学方程式为HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑。

因此，本题正确答案为：HOOC-CH=CH-COOH+Na2CO3NaOOC-CH=CH-COONa+H2O+CO2↑。

（5）①Fe3+可以被SO32-还原为Fe2+，所以加入适量的Na2SO3溶液是为了防止富马酸亚铁（或Fe2+或富马酸根离子）被氧化。

因此，本题正确答案为：防止富马酸亚铁（或Fe2+或富马酸根离子）被氧化；

②根据信息可以得出富马酸亚铁为沉淀，所以反应方程式为NaOOC-CH=CH-COONa+ FeSO4→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓+Na2SO4，离子方程式为(OOC-CH=CH-COO)2-+ Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓。

因此，本题正确答案为：(OOC-CH=CH-COO)2-+ Fe2+→Fe(OOC-CH=CH-COO)↓。

（6）过滤时滤纸若未紧贴漏斗内壁，会留有气泡，导致滤纸破损，使过滤速率较慢。

因此，本题正确答案为：防止滤纸与漏斗壁之间留有气泡，影响过滤速率（或防止滤纸破损，影响过滤效果）。

（7）由反应关系可：n(C4H2O4Fe)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=0.1000mol/L17.3010-3L=1.73010-3mol，

4H2O4Fe)=100%98.03%。

因此，本题正确答案为：98.03%。