Question

7．醋酸亚铁是浅绿色份末，易溶于水，可用于磷酸亚铁锂的合成，制药、印染等，可用铁与醋酸置换法、电解法或羰基铁与醋酸合成法等方法制备．回答下列问题：
（1）铁与醋酸反应的离子方程式为Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑．
（2）用电解醋酸的方法制取醋酸亚铁时，阳极的材料是铁，阴极的电极反应式为2CH₃COOH+2e^-=2CH₃COO^-+H₂↑．
（3）用羰基铁作铁源，实验室合成醋酸亚铁的流程如下：
①Fe（CO）₅中铁元素的化合价为0
②步骤I合成反应的化学方程式为2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑
③步骤Ⅲ采用减压过滤，与普通过滤相比，其优点是过滤速度快，效果好，减少晶体损失；步骤Ⅳ采用真空燥，主要优点是防止接触到空气中的水和氧气，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化．
④本次制备产率为80.46%．

Answer 1

分析 （1）根据金属与酸反应生成对应的盐和氢气可写出方程式Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑；（2）根据Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑，阳极发生氧化反应，由铁生成二价铁，故阳极材料为铁；阴极电极反应方程式为2CH₃COOH+2e^-=2CH₃COO^-+H₂↑；
（3）①Fe（CO）5五羰基合铁，CO是中性的，就是一氧化碳，Fe是0价，这是0价过渡金属的配合物；
②由流程图知步骤I合成反应的化学方程式为2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑；
③步骤Ⅲ采用减压过滤，与普通过滤相比，其优点是过滤速度快，效果好，减少晶体损失，步骤Ⅳ采用真空燥，主要优点是防止接触到空气中的水和氧气，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化；
④29.4g Fe（CO）₅中含有Fe的质量为29.4×$\frac{56}{（56+28×5）}$g=8.4g，含铁的物质的量为8.4/56=0.15mol，根据铁原子守恒，理论上产生（CH₃COO）₂Fe的物质的量为0.15mol，折算为质量=0.15mol×175g/mol=26.1g，故本次制备产率为$\frac{21.0}{26.1}$×100%=80.46%．

解答 （1）根据金属与酸反应生成对应的盐和氢气可写出方程式Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑，
故答案为：； 
（2）根据Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑，阳极发生氧化反应，由铁生成二价铁，故阳极材料为铁；阴极电极反应方程式为2CH₃COOH+2e^-=2CH₃COO^-+H₂↑；
故答案为：Fe+2CH₃COOH=2CH₃COO^-+Fe²⁺+H₂↑；
（3）①Fe（CO）5五羰基合铁，CO是中性的，就是一氧化碳，Fe是0价，这是0价过渡金属的配合物，
故答案为：0；
②由流程图知步骤I合成反应的化学方程式为2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑，
故答案为：2CH₃COOH+Fe（CO）₅=（CH₃COO）₂Fe+H₂↑+5CO↑；
③步骤Ⅲ采用减压过滤，与普通过滤相比，其优点是过滤速度快，效果好，减少晶体损失，步骤Ⅳ采用真空燥，主要优点是防止接触到空气中的水和氧气，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化，
故答案为：过滤速度快，效果好，减少晶体损失；防止接触到空气中的水和氧气，避免（CH₃COO）₂Fe被氧化；
④29.4g Fe（CO）₅中含有Fe的质量为29.4×$\frac{56}{（56+28×5）}$g=8.4g，含铁的物质的量为8.4/56=0.15mol，根据铁原子守恒，理论上产生（CH₃COO）₂Fe的物质的量为0.15mol，折算为质量=0.15mol×175g/mol=26.1g，故本次制备产率为$\frac{21.0}{26.1}$×100%=80.46%，
故答案为：80.46%．

点评 本题以醋酸亚铁的制备为载体，主要考查了除杂提纯的基本操作、对实验步骤原理和目的分析评价、对装置的分析评价等，明确原理是解题关键，弄清所发生的化学反应及铁元素存在形态的变化．