《2026年天利38套学业水平考试高中化学全一册人教版江苏专版》

30.(10 分)以铁泥(主要成分为铁的氧化物)为原料可制备$FeSO_4$和乳酸亚铁$[CH_3CH(OH)COO]_2Fe$等产品。
(1)制备$FeSO_4$。
将铁泥溶于足量的稀$H_2SO_4$后，加入足量$FeS_2$将溶液中的$Fe^{3+}$还原，$FeS_2$中的 S 元素转化为$SO_4^{2-}$。还原过程中反应的离子方程式为$FeS_2+14Fe^{3+}+8H_2O=15Fe^{2+}+2SO_4^{2-}+16H^+$。
(2)制备乳酸亚铁。
向$FeCO_3$悬浊液中加入过量的乳酸，反应一段时间后趁热过滤，冷却结晶，过滤，水洗后用乙醇洗涤，低温干燥得到乳酸亚铁。
①利用$FeCO_3$作原料制备乳酸亚铁，过程中$Fe(II)$不易被氧化的原因是反应中放出大量$CO_2$,排出了反应器中的空气。
②不同反应温度下，反应相同时间乳酸亚铁的产率如图所示。低于$70 °C$时，随着温度升高，乳酸亚铁的产率增大的原因是温度升高,$FeCO_3$与乳酸反应速率加快。

(3)测定产品纯度。
称取$3.000 g$乳酸亚铁样品配制成$100 mL$溶液，取出$25.00 mL$溶液，向其中滴加$0.1000 mol/L$硫酸铈$[(NH_4)_4Ce(SO_4)_4]$溶液，完全反应时，消耗$(NH_4)_4Ce(SO_4)_4$标准溶液$25.00 mL$。过程中发生的反应为$Fe^{2+}+Ce^{4+} \longrightarrow Fe^{3+}+Ce^{3+}$(假设杂质不参加反应)。
计算样品中乳酸亚铁(相对分子质量为 234)的质量分数(写出计算过程)。

答案： 30.(10分)
(1)$FeS_2+14Fe^{3+}+8H_2O=15Fe^{2+}+2SO_4^{2-}+16H^+$(2分)
(2)①反应中放出大量$CO_2$,排出了反应器中的空气 (2分)
②温度升高,$FeCO_3$与乳酸反应速率加快 (2分)
(3)$n(Fe^{2+})=n[(NH_4)_2Ce(SO_4)_4]=0.1000mol/L×25.00mL×10^{-3}L/mL=2.500×10^{-3}mol$(1分)
样品中:$m(乳酸亚铁)=2.500×10^{-3}mol×234g/mol×\frac{100mL}{25.00mL}=2.340g$(1分)
$w=\frac{2.340g}{3.000g}×100\%=78.00\%$(2分)
【解析】物质的制备
(1)$FeS_2$将溶液中的$Fe^{3+}$还原为$Fe^{2+}$,$FeS_2$中的S元素转化为$SO_4^{2-}$,离子方程式为$FeS_2+14Fe^{3+}+8H_2O=15Fe^{2+}+2SO_4^{2-}+16H^+$。
(2)②低于70℃时,随着温度升高,反应速率加快,生成的乳酸亚铁质量增大,产率增大。