Question

2．乳酸亚铁（[CH₃CH（OH）COO]₂Fe•3H₂O，Mr=288）是一种常用的补铁剂，可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得：
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
某兴趣小组用FeCl₂（用铁粉和稀盐酸制得）和NH₄HCO₃制备FeCO₃的装置示意图如图：
回答下列问题：
（1）稀盐酸盛放在装置A中（填字母，下同），NH₄HCO₃盛放在装置C中
（2）该装置C中涉及的主要反应的离子方程式Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O
将生成的FeCl₂溶液和NH₄HCO₃溶液混合时的操作是（待D处的气体纯净后）关闭活塞3、打开活塞2
（3）将制得的FeCO₃加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉，75℃下搅拌反应．铁粉的作用是防止+2价的铁元素被氧化
反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是加入适量乳酸让铁粉反应完全
（4）该兴趣小组用KMnO₄法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是乳酸根离子被酸性KMnO₄氧化．

Answer 1

分析 亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，Fe与盐酸反应制备氯化亚铁，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故B制备氯化亚铁，C装置中FeCl₂和NH₄HCO₃发生反应：FeCl₂+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+2NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中．
（1）分析装置图和反应原理可知稀盐酸在A中加入，NH₄HCO₃盛放在装置C中；
（2）亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，Fe与盐酸反应制备氯化亚铁，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故B制备氯化亚铁，C装置中FeCl₂和NH₄HCO₃发生反应：FeCl₂+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+2NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中；
（3）实验目的是制备乳酸亚铁晶体，加入Fe粉，防止Fe²⁺离子被氧化，过量的铁粉用乳酸除去，Fe被充分利用；
（4）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．

解答 解：亚铁离子容易被氧气氧化，制备过程中应在无氧环境中进行，Fe与盐酸反应制备氯化亚铁，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气，故B制备氯化亚铁，C装置中FeCl₂和NH₄HCO₃发生反应：FeCl₂+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+2NH₄Cl+CO₂↑+H₂O，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中．
（1）由上述分析可知，盐酸应放在分液漏斗中，稀盐酸盛放在装置A中，NH₄HCO₃盛放在装置C中，故答案为：A；C；
（2）该装置中涉及的主要反应的离子方程式：Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中，具体操作为：（待D处的气体纯净后）关闭活塞3、打开活塞2；
故答案为：Fe²⁺+2HCO₃^-=FeCO₃↓+CO₂↑+H₂O；（待D处的气体纯净后）关闭活塞3、打开活塞2；
（3）Fe²⁺离子易被氧化为Fe³⁺离子，实验目的是制备乳酸亚铁晶体，加入Fe粉，防止Fe²⁺离子被氧化，过量的铁粉可以充分利用，得到乳酸亚铁，加入适量乳酸让铁粉反应完全，
故答案为：防止+2价的铁元素被氧化，加入适量乳酸让铁粉反应完全；
（4）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，由：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺，可知溶液中n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺），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%，
故答案为：乳酸根离子被酸性KMnO₄氧化．

点评 本题考查实验制备方案，涉及化学仪器识别、对操作的分析评价、物质分离提纯、氧化还原反应滴定应用等，明确原理是解题关键，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．