Question

【題目】甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe]是一種補(bǔ)鐵強(qiáng)化劑，廣泛用于缺鐵性貧血的預(yù)防和治療。某學(xué)習(xí)小組在實驗室利用直接合成法制各甘氨酸亞鐵。有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下所示：

甘氨酸( NH2CH2COOH)	檸檬酸	甘氨酸亞鐵
易溶于水，微溶于乙醇、	易溶于水和乙醇，	易溶于水，
兩性化合物	有強(qiáng)酸性和還原性	難溶于乙醇

實驗過程及裝置圖如下（夾持和加熱儀器已省略）：

I．合成：在C中加入0.10mol甘氨酸、0.05mol硫酸亞鐵、少量檸檬酸和200mL水，利用CO2將C裝置中的空氣排凈，然后在40℃恒溫條件下用磁力攪拌器不斷攪拌，并用恒壓滴液漏斗向C中滴加6mol·L-1NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到6左右，使反應(yīng)物充分反應(yīng)。

II．分離：加入無水乙醇，立即出現(xiàn)白色沉淀。將沉淀進(jìn)行過濾、洗滌，收集濾渣。

Ⅲ．提純：將濾渣溶解于適量的蒸餾水中，然后結(jié)晶、過濾，將純化后的產(chǎn)品放入真空干燥箱中干燥后稱重。

回答下列問題：

(1)B裝置的作用是______________；

(2)能證明C裝置中空氣排凈的現(xiàn)象是______________；向C中滴加NaOH溶液之前應(yīng)該停止滴加鹽酸，且關(guān)閉止水夾____________，打開止水夾________

(3)“合成”中加入檸檬酸的作用是______________：請寫出合成甘氨酸亞鐵的化學(xué)方程式_________。

(4)加入乙醇的目的是________；“提純”時用的結(jié)晶方法為________________

(5)通過測量得知：等濃度(NH2CH2COO)2Fe 溶液導(dǎo)電能力遠(yuǎn)小于FeSO4溶液。暴露在空氣中，(NH2CH2COO)2Fe溶液比FeSO4溶液難被氧化，請分析原因為________

(6)若產(chǎn)品質(zhì)量為ag，則產(chǎn)率為________ %。

Answer 1

【答案】 除去CO2中的HCl氣體 D中溶液出現(xiàn)渾濁 a b 檸檬酸具有還原性，可以防止Fe2+被氧化 2NH2CH2COOH + FeSO4 + 2NaOH =(NH2CH2COO)2Fe + Na2SO4 + 2H2O 減少甘氨酸亞鐵的溶解量，促使其結(jié)晶析出。 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶) 由測量結(jié)果知甘氨酸亞鐵是弱電解質(zhì)，在溶液中電離產(chǎn)生的Fe2+濃度小，故不易被氧化 （或9.8a）

【解析】(1)用鹽酸與石灰石反應(yīng)制備的CO2中混有HCl氣體，需要除去HCl，防止其干擾實驗結(jié)果。(2)當(dāng)CO2排凈C裝置中空氣進(jìn)入D裝置后，會與澄清的石灰水反應(yīng)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，所以當(dāng)D中出現(xiàn)渾濁即說明C中空氣已被排凈。在進(jìn)行C裝置中的核心反應(yīng)前，應(yīng)停止通入CO2氣體，所以需要停止滴加鹽酸，并關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b。因為C裝置需要在加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)，故不能關(guān)閉止水夾c，防止壓強(qiáng)過大出現(xiàn)事故。(3)在制備甘氨酸亞鐵過程中始終要防止FeSO4被氧化，雖然已用CO2排除了裝置中的空氣，但由題目中的已知信息可知，檸檬酸具有還原性，可確保FeSO4不被氧化。合成甘氨酸亞鐵的化學(xué)方程式2NH2CH2COOH + FeSO4 + 2NaOH =(NH2CH2COO)2Fe + Na2SO4 + 2H2O；(4)由題目已知信息可知，甘氨酸亞鐵難溶于乙醇，所以加入乙醇的目的是減少甘氨酸亞鐵的溶解量，促使其更多的結(jié)晶析出。“提純”甘氨酸亞鐵時用的結(jié)晶方法為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 (或冷卻結(jié)晶)。(5)根據(jù)等濃度(NH2CH2COO)2Fe溶液導(dǎo)電能力遠(yuǎn)小于FeSO4溶液可知甘氨酸亞鐵是弱電解質(zhì)，在溶液中它電離產(chǎn)生的Fe2+濃度小，故不易被氧化。(6)0.1mol的甘氨酸和0.05mol的硫酸亞鐵理論上生成0.05mol的甘氨酸亞鐵，理論上可產(chǎn)生甘氨酸亞鐵：204gmol-1×0.05mol =10.2g，若產(chǎn)品質(zhì)量為ag，則產(chǎn)率為。