题目内容
【题目】碳酸亚铁可用于制备补血剂。某研究小组制备了FeCO3,并对FeCO3的性质和应用进行了探究。
已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水
②Fe2++6SCN-Fe(SCN)64-(无色)
Ⅰ.FeCO3的制取(夹持装置略)
装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。
(1)试剂a是__。
(2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是__。
(3)C装置中制取FeCO3的离子方程式为__。
(4)有同学认为C中出现白色沉淀之后应继续通CO2,你认为是否合理并说明理由__。
Ⅱ.FeCO3的性质探究
(5)对比实验ⅱ和ⅲ,得出的实验结论是__。
(6)依据实验ⅱ的现象,写出加入10%H2O2溶液的离子方程式__。
Ⅲ.FeCO3的应用
(7)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂,此反应的离子方程式为__。该实验小组用KMnO4测定补血剂中亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是__(不考虑操作不当引起的误差)。
【答案】饱和NaHCO3溶液 降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2 2HCO3-+Fe2+=FeCO3+CO2↑+H2O 不合理,CO2会和FeCO3反应生成Fe(HCO3)2;合理,排除氧气的影响 Fe2+与SCN—的络合(或结合)会促进FeCO3固体的溶解或FeCO3固体在KSCN溶液中溶解性比KCl溶液中大 6Fe(SCN)64-+3H2O2=2Fe(OH)3↓ +4Fe(SCN)3 +24SCN-或6Fe2++3H2O2 +12SCN-=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3或6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+ FeCO3+2CH3CH(OH)COOH=2CH3CH(OH)COO-+Fe2++CO2↑+H2O 乳酸根中的羟基被KMnO4氧化,也消耗了KMnO4
【解析】
Ⅰ.装置A中碳酸钙和稀盐酸反应生成的CO2中混有挥发的HCl气体,需要利用装置B中盛装的饱和NaHCO3溶液除去,装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体;
Ⅱ.(5)根据Fe2++6SCN-Fe(SCN)64-分析FeCO3在KCl和KSCN两种不同溶液中的溶解度不同判断;
(6)实验ⅱ中溶液显红色且有红褐色沉淀生成,说明加入10%H2O2溶液后有Fe(OH)3和Fe(SCN)3生成;
Ⅲ.(7)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂,可结合盐和酸反应生成新酸和新盐的反应原理分析;乳酸根中羟基也能被高锰酸钾溶液氧化。
Ⅰ.(1)欲除去CO2中混有的HCl,则B中盛装的试剂a是饱和NaHCO3溶液;
(2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是,利用碳酸钠和CO2反应生成的NaHCO3,提高溶液中HCO3-的浓度,抑制CO32-的水解,降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2;
(3)装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,此时溶液中溶质主要为NaHCO3,再滴加FeSO4溶液,有FeCO3沉淀生成,发生反应的离子方程式为2HCO3-+Fe2+=FeCO3+CO2↑+H2O;
(4)FeCO3沉淀能溶解在CO2的水溶液中生成可溶于水的Fe(HCO3)2,降低产物的量,则当出现白色沉淀之后不应继续通CO2;或者:出现白色沉淀之后继续通CO2,可防止空气中氧气氧化FeCO3,提高产物的纯度。
(5)通过对比实验ⅱ和ⅲ,可知Fe2+与SCN—的络合生成可溶于水的Fe(SCN)64-,会促进FeCO3固体的溶解;
(6)依据实验ⅱ的现象,可知在含有Fe2+的溶液中滴加10%H2O2溶液后有Fe(OH)3和Fe(SCN)3生成,发生反应的离子方程式为6Fe2++3H2O2 +12SCN-=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3;
(7)FeCO3溶于乳酸制得可溶性乳酸亚铁补血剂,发生反应的离子方程式为FeCO3+2CH3CH(OH)COOH=2CH3CH(OH)COO-+Fe2++CO2↑+H2O;乳酸根中含有羟基,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,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%。