Question

【題目】甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe，M=204g/mol]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。某化學(xué)實驗小組利用FeCO3與甘氨酸反應(yīng)制備甘氨酸亞鐵，實驗過程如下：

已知：①甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于酒精。②甘氨酸具有兩性，易溶于水，微溶于酒精：檸檬酸易溶于水和酒精，具有強(qiáng)酸性和強(qiáng)還原性。

I.制備FeCO3：

實驗小組將足量的廢鐵屑和500mL1.0mol·L-1稀硫酸反應(yīng)，再與200mL1.0mol·L-1NH4HCO3溶液充分混合，裝置如圖，反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。

（1）儀器甲的名稱為__。

（2）丙中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__。

（3）實驗時先打開止水夾2，關(guān)閉止水夾1，加入藥品，塞上塞子，待丁中產(chǎn)生大量氣泡后，關(guān)閉止水夾2，打開止水夾1，觀察到的現(xiàn)象為__。

II.制備(NH3CH2COO)2Fe：

將步驟I得到的沉淀全部轉(zhuǎn)移到儀器B，同時加入200mL1.0mol·L-1甘氨酸溶液和適量檸檬酸。通入氮氣，通過A向B中加入適量氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為6，充分反應(yīng)。

（4）儀器a的作用是__。

（5）實驗過程前通入氮氣的目的是__，C的導(dǎo)管插入液面下的作用是__。

（6）檸檬酸的作用是__。

（7）反應(yīng)結(jié)束后，將B中液體蒸發(fā)濃縮，加入___(填試劑名稱)，過濾、洗滌并干燥得15.3g甘氨酸亞鐵，則其產(chǎn)率是__%(假設(shè)上述各步反應(yīng)均完全)。

Answer 1

【答案】分液漏斗 Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 乙內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，液體沿長導(dǎo)管進(jìn)入丙，丙中產(chǎn)生沉淀 平衡氣壓，便于液體流下 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氧化二價鐵 便于吸收尾氣，同時防止空氣進(jìn)入B中 促進(jìn)FeCO3溶解和防止Fe2＋被氧化 乙醇 75.0

【解析】

根據(jù)實驗裝置可知，將甲中盛有稀硫酸，乙中放置足量的廢鐵屑，二者反應(yīng)生成FeSO4，再通過產(chǎn)生的氫氣加壓，流入丙裝置與200mL1.0mol·L－1NH4HCO3溶液充分混合，產(chǎn)生FeCO3，最后與甘氨酸反應(yīng)生成甘氨酸亞鐵。檸檬酸具有強(qiáng)酸性可以提供氫離子，具有強(qiáng)還原性，可以抗氧化；由于甘氨酸亞鐵易被氧化，反應(yīng)過程中要隔絕空氣，甘氨酸亞鐵難溶于酒精，故可用酒精洗滌。

I (1)觀察裝置，可知儀器甲的名稱為分液漏斗；

(2)丙中發(fā)生的反應(yīng)為硫酸亞鐵與碳酸氫銨反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀，同時生成二氧化碳，離子方程式為Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；

(3)關(guān)閉止水夾2，打開止水夾1，乙中繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，形成壓強(qiáng)，從而將乙中液體壓入裝置丙，觀察到的現(xiàn)象是乙內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，液體沿長導(dǎo)管進(jìn)入丙，丙中產(chǎn)生沉淀；

II (4)儀器a上下連通，作用是平衡氣壓，使液體順利流下；

(5)亞鐵離子具有還原性，易被空氣中的氧氣氧化，實驗前通入氮氣，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氧化二價鐵；將C中導(dǎo)管沒入液面以下，可以充分吸收尾氣，同時防止空氣中的氧氣進(jìn)入B裝置將亞鐵離子氧化；

(6)根據(jù)題中的已知信息，檸檬酸具有強(qiáng)酸性和強(qiáng)還原性，合成過程加入檸檬酸的可促進(jìn)FeCO3溶解和防止亞鐵離子被氧化；

(7)依題意，甘氨酸亞鐵難溶于酒精，加入乙醇可降低溶解度，使其結(jié)晶析出；稀硫酸和鐵屑過量，碳酸氫銨的物質(zhì)的量=0.2L×1.0mol·L－1=0.2mol，產(chǎn)生0.1mol的碳酸亞鐵，根據(jù)鐵原子守恒，0.2mol甘氨酸和0.1mol碳酸亞鐵理論上生成0.1mol甘氨酸亞鐵，理論上可產(chǎn)生甘氨酸亞鐵的質(zhì)量：204g·mol－1×0.1mol=20.4g，產(chǎn)品的質(zhì)量為15.3g，則產(chǎn)率=。