Question

12．乳酸（）是一種獨特的調味劑，有很強的防腐、保鮮功效．常溫下乳酸為無色液體，能與水、乙醇混溶．
（1）將銅絲在空氣中灼燒至表面呈黑色，趁熱伸入乳酸中，銅絲的顏色變?yōu)榧t色，證明乳酸分子中含有羥基．該反應的化學方程式為．
（2）請設計實驗證明乳酸分子中含有羧基：取少量乳酸，加入幾滴石蕊試液，若呈紅色，證明乳酸分子中含有羧基或取少量乳酸，加入碳酸氫鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，證明乳酸分子中含有羧基．
（3）[CH₃CH（OH）COO]₂Fe（乳酸亞鐵）是一種常用的補鐵利，可通過乳酸與碳酸亞鐵反應制得．如圖裝置（加熱和夾持裝置略去）A中裝有稀硫酸，燒瓶B中裝有鐵屑，向三頸瓶C中加人碳酸亞鐵固體和乳酸溶液并加熱至75℃，將A中稀硫酸滴人B中開始反應．
①儀器A、B組成的裝置的作用是用氫氣排除裝置內的空氣，防止Fe²⁺被氧化．
②C中發(fā)生反應的化學方程式為2CH₃CH（OH）COOH+FeC0₃=[CH₃CH（OH）COO]₂Fe+C0₂+H₂0．
③該實驗中尾氣處理的方法為放置一個燃著的酒精燈以除去放出的氫氣．
④某興趣小組用KMnO₄滴定法測定樣品中Fe²⁺含量進而計算產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質量分數(shù)，結果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的質量分數(shù)總是大于100%，其原因可能是KMnO₄具有強氧化性，可能將Fe²⁺和乳酸亞鐵的羥基一同氧化．

Answer 1

分析 （1）將銅絲在空氣中灼燒變黑后，迅速伸入乳酸中，銅和空氣中的氧氣在加熱條件下反應生成黑色的氧化銅，氧化銅和乳酸中的醇羥基在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應生成銅、2-羰基丙酸、水；Cu參加化學反應，只是經(jīng)過一系列的化學反應后又生成了紅色的Cu，所以銅是催化劑；
（2）乳酸中的羧基在水溶液中電離溶液顯酸性，可以依據(jù)酸性檢驗羧基的存在，如指示劑變色、和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳氣體等；
（3）①A中裝有稀硫酸，燒瓶B中裝有鐵屑反應生成氫氣，用來排除裝置中的空氣；
②亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應在無氧環(huán)境中進行，F(xiàn)e與稀硫酸反應制備硫酸亞鐵，利用反應生成的氫氣排盡裝置中的空氣，故B制備氯化亞鐵，向三頸瓶C中加人碳酸亞鐵固體和乳酸溶液并加熱至75℃，反應生成[CH₃CH（OH）COO]₂Fe（乳酸亞鐵）、二氧化碳和水；
③尾氣為剩余氫氣，排放空氣中易發(fā)生爆炸，需要用點燃的方法除去尾氣處理；
④乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀的增大，而計算中按亞鐵離子被氧化，故計算所得乳酸亞鐵的質量偏大．

解答 解：（1）銅和空氣中的氧氣在加熱條件下反應生成黑色的氧化銅，所以在酒精燈外焰灼燒銅絲觀察到銅絲表面變黑，發(fā)生2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO①反應，乙醇有還原性，氧化銅有氧化性，氧化銅和乳酸中的醇羥基在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應生成銅和羰基酸、水，實質是Cu參加化學反應，只是經(jīng)過一系列的化學反應后又生成了紅色的Cu，所以銅是催化劑，黑色又變化為紅色，反應的化學方程式為：，
故答案為：紅色；；
（2）乳酸中的羧基在水溶液中電離溶液顯酸性，可以依據(jù)酸性檢驗羧基的存在，如指示劑變色、和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳氣體等，證明乳酸分子中含有羧基的操作為：取少量乳酸，加入幾滴石蕊試液，若呈紅色，證明乳酸分子中含有羧基．或：取少量乳酸，加入碳酸氫鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，證明乳酸分子中含有羧基，
故答案為：取少量乳酸，加入幾滴石蕊試液，若呈紅色，證明乳酸分子中含有羧基或取少量乳酸，加入碳酸氫鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，證明乳酸分子中含有羧基；
（3）①A中裝有稀硫酸，燒瓶B中裝有鐵屑，儀器A、B組成的裝置的作用是利用稀硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，氫氣可以排除裝置C中的空氣，避免亞鐵離子被氧化，
故答案為：用氫氣排除裝置內的空氣，防止Fe²⁺被氧化；
②亞鐵離子容易被氧氣氧化，制備過程中應在無氧環(huán)境中進行，F(xiàn)e與稀硫酸反應制備硫酸亞鐵，利用反應生成的氫氣排盡裝置中的空氣，故B制備氯化亞鐵，向三頸瓶C中加人碳酸亞鐵固體和乳酸溶液并加熱至75℃，反應生成[CH₃CH（OH）COO]₂Fe（乳酸亞鐵）、二氧化碳和水，反應的化學方程式為：2CH₃CH（OH）COOH+FeC0₃=[CH₃CH（OH）COO]₂Fe+C0₂+H₂0，
故答案為：2CH₃CH（OH）COOH+FeC0₃=[CH₃CH（OH）COO]₂Fe+C0₂+H₂0；
③尾氣為剩余氫氣，排放空氣中易發(fā)生爆炸，需要用點燃的方法除去尾氣處理，在導氣管口放置一個燃著的酒精燈以除去放出的氫氣
故答案為：放置一個燃著的酒精燈以除去放出的氫氣；
④乳酸根中含有羥基，可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，導致消耗高錳酸鉀的增大，由：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺，可知溶液中n（Fe²⁺）=n（Ce⁴⁺），計算中按亞鐵離子被氧化，故計算所得乳酸亞鐵的質量偏大，產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質量分數(shù)會大于100%，
故答案為：KMnO₄具有強氧化性，可能將Fe²⁺和乳酸亞鐵的羥基一同氧化．

點評 本題考查實驗制備方案，涉及化學儀器識別、對操作的分析評價、物質分離提純、氧化還原反應滴定應用等，明確原理是解題關鍵，是對學生綜合能力的考查，題目難度中等．