Question

【題目】甘氨酸亞鐵絡(luò)合物[(H2NCH2COO)2Fe]是一種新型的鐵營(yíng)養(yǎng)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)小組模擬其合成方法如圖：

已知：

請(qǐng)回答：

（1）合成裝置中儀器b的名稱是___。

（2）合成過(guò)程中，本實(shí)驗(yàn)為了防止Fe2+被氧化，采取的措施是___。

（3）寫(xiě)出水浴加熱過(guò)程中生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物的離子方程式___。

（4）下列說(shuō)法正確的是___。

A.滴入液體前，應(yīng)先打開(kāi)滴液漏斗a的上口玻璃塞

B.根據(jù)題中所給信息，亞鐵鹽應(yīng)選用FeSO4·7H2O

C.步驟Ⅲ中的分離方法是過(guò)濾

D.步驟IV，提純操作中的干燥過(guò)程最好選用真空干燥

（5）合成過(guò)程需控制pH=5.5，試說(shuō)明理由___。

（6）步驟Ⅲ加入無(wú)水乙醇的目的是___。

（7）若甘氨酸的投料量為300kg，得到純品344.8kg，則產(chǎn)品的產(chǎn)率為___ %（保留一位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 通入氮?dú)猓�加入異抗壞血�?/span> 2H2NCH2COOH+Fe2+=[(H2NCH2COO)2Fe]+2H+ CD pH過(guò)低，H+會(huì)與H2NCH2COOH中的氨基反應(yīng)，使產(chǎn)率下降，pH過(guò)高會(huì)生成氫氧化亞鐵沉淀 降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，促使其結(jié)晶析出；除去雜質(zhì)，提高產(chǎn)率和純度 84.5

【解析】

(1)根據(jù)圖示中裝置的結(jié)構(gòu)分析解答；

(2)亞鐵離子易被氧氣氧化，結(jié)合過(guò)程中通入的氮?dú)夂彤惪箟难�酸的性質(zhì)分析解答；

(3)甘氨酸亞鐵易溶于水，水浴加熱甘氨酸飽和溶液和硫酸亞鐵的混合物反應(yīng)生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物，據(jù)此書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的離子方程式；

(4)根據(jù)裝置圖中中使用的是恒壓滴液漏斗的結(jié)構(gòu)判斷A；根據(jù)FeSO4·7H2O易溶于水，難溶于乙醇，FeCl2·4H2O易溶于乙醇，結(jié)合合成過(guò)程分析判斷B；步驟Ⅲ為分離液體和固體的操作據(jù)此判斷C；甘氨酸亞鐵容易被氧化，據(jù)此判斷D；

(5)pH過(guò)低，H+會(huì)與H2NCH2COOH中的氨基反應(yīng)，pH過(guò)高會(huì)生成氫氧化亞鐵沉淀，據(jù)此分析解答；

(6)根據(jù)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，結(jié)合合成過(guò)程分析解答；

(7)根據(jù)氮原子守恒，結(jié)合產(chǎn)率=×100%計(jì)算。

(1)根據(jù)圖示，合成裝置中儀器b為三頸燒瓶，故答案為：三頸燒瓶；

(2)甘氨酸飽和溶液中通入氮?dú)�，氣流通過(guò)溶液，能起攪拌溶液的作用，攪拌可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，同時(shí)除去溶液中溶解的氧氣，加入異抗壞血酸，異抗壞血酸介于弱酸性和強(qiáng)還原性，都能防止亞鐵離子被氧氣氧化，故答案為：通入氮?dú)�，加入異抗壞血酸�?/span>

(3)甘氨酸亞鐵絡(luò)合物易溶于水，水浴加熱甘氨酸飽和溶液和硫酸亞鐵的混合物反應(yīng)生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物，反應(yīng)的離子方程式為：2NH2CH2COOH+Fe2+=(NH2CH2COO)2Fe+2H+，加入氫氧化鈉使反應(yīng)能夠完全進(jìn)行，故答案為： 2NH2CH2COOH+Fe2+=(NH2CH2COO)2Fe+2H+；

(4)A.裝置中使用的是恒壓滴液漏斗，滴入液體前，無(wú)需打開(kāi)滴液漏斗a的上口玻璃塞，故A錯(cuò)誤；B. FeSO4·7H2O易溶于水，難溶于乙醇，在加入乙醇析出甘氨酸亞鐵時(shí)會(huì)混入雜質(zhì)，而FeCl2·4H2O易溶于乙醇，不會(huì)引入雜質(zhì)，因此亞鐵鹽應(yīng)選用FeCl2·4H2O，故B錯(cuò)誤；C. 加入乙醇析出甘氨酸亞鐵，步驟Ⅲ為分離液體和固體的操作，分離方法是過(guò)濾，故C正確；D.步驟IV中，用蒸餾水洗滌除去乙醇，得到純凈的甘氨酸亞鐵，甘氨酸亞鐵容易被氧化，因此干燥過(guò)程最好選用真空干燥，故D正確；故答案為：CD；

(5)pH過(guò)低，H+會(huì)與H2NCH2COOH中的氨基反應(yīng)，使產(chǎn)率下降，pH過(guò)高會(huì)生成氫氧化亞鐵沉淀，因此合成過(guò)程需控制pH=5.5，故答案為：pH過(guò)低，H+會(huì)與H2NCH2COOH中的氨基反應(yīng)，使產(chǎn)率下降，pH過(guò)高會(huì)生成氫氧化亞鐵沉淀；

(6)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，步驟Ⅲ加入無(wú)水乙醇，降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，促使其結(jié)晶析出；同時(shí)除去雜質(zhì)，提高甘氨酸亞鐵的產(chǎn)率和純度，故答案為：降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，促使其結(jié)晶析出；除去雜質(zhì)，提高產(chǎn)率和純度；

(7)甘氨酸的投料量為300kg，甘氨酸的物質(zhì)的量n==4×103mol，生成n[(NH2CH2COO)2Fe]=2×103mol，產(chǎn)率為=×100%=84.5%，故答案為：84.5。