Question

14．葡萄糖酸鈣是一種可促進骨骼生長的營養(yǎng)物質(zhì)．葡萄糖酸鈣可通過以下反應制得：
CH₂OH（CHOH）₄CHO+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr
2C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+CaCO₃→Ca（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鈣）+H₂O+CO₂↑
相關物質(zhì)的溶解性見下表：

物質(zhì)名稱	葡萄糖酸鈣	葡萄糖酸	溴化鈣	氯化鈣
水中的溶解性	可溶于冷水易溶于熱水	可溶	易溶	易溶
乙醇中的溶解性	微溶	微溶	可溶	可溶

實驗流程如下：
葡萄糖溶液滴加3%溴水/55℃：①過量CaCO₃/70℃②趁熱過濾  ③乙醇  ④懸濁液
抽濾⑤洗滌⑥干燥⑦Ca（C₆H₁₁O₇）₂

葡萄糖溶液$→_{①}^{滴加3%溴水/55℃}$ $\underset{\stackrel{過量CaC{O}_{3}/70℃}{→}}{②}$ $→_{③}^{趁熱過濾}$ $→_{④}^{乙醇}$ 懸濁液$→_{⑤}^{抽濾}$ $→_{⑥}^{洗滌}$$→_{⑦}^{干燥}$Ca（C₆H₁₁O₇）₂
請回答下列問題：
（1）第 ①步中溴水氧化葡萄糖時，下列裝置最合適的是B（填序號）．

（2）第 ②步充分反應后CaCO₃固體需有剩余，其目的是提高葡萄糖酸的轉化率，且過量的碳酸鈣易除去．
（3）本實驗中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，理由是氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應制得葡萄糖酸鈣．
（4）第 ③步需趁熱過濾，其原因是葡萄糖酸鈣冷卻后會結晶析出，如不趁熱過濾或損失產(chǎn)品．
（5）葡萄糖溶液與新制Cu（OH）₂懸濁液反應的化學方程式為CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COONa+Cu₂O↓+3H₂O．

Answer 1

分析 葡萄糖溶液中加入3%溴水、溫度控制在55℃，溫度小于100℃，應該用水浴加熱，且溫度計測量水浴溫度；
發(fā)生的反應為CH₂OH（CHOH）₄CHO+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr，該反應中生成HBr，為防止污染大氣，應該用堿液處理HBr；然后向溶液中加入過量CaCO₃、溫度控制在70℃，發(fā)生反應2C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+CaCO₃→Ca（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鈣）+H₂O+CO₂↑，葡萄糖酸鈣可溶于冷水易溶于熱水，所以趁熱過濾，將未溶解的碳酸鈣除去，然后向濾液中加入乙醇，葡萄糖酸鈣微溶于乙醇，所以得到葡萄糖酸鈣懸濁液，然后抽濾得到固體，然后洗滌、干燥固體最后得到Ca（C₆H₁₁O₇）₂固體；
（1）第 ①步中溴水氧化葡萄糖時，該溫度小于100℃，應該用水浴加熱；
（2）第 ②步充分反應后CaCO₃固體需有剩余，過量的碳酸鈣能提高葡萄糖酸的轉化率；
（3）本實驗中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，氯化鈣和葡萄糖酸不反應；
（4）第③步需趁熱過濾，因為葡萄糖酸鈣易溶于熱水；
（5）葡萄糖溶液與新制Cu（OH）₂懸濁液發(fā)生氧化反應生成葡萄糖酸鈉、氧化亞銅和水．

解答 解：葡萄糖溶液中加入3%溴水、溫度控制在55℃，溫度小于100℃，應該用水浴加熱，且溫度計測量水浴溫度；
發(fā)生的反應為CH₂OH（CHOH）₄CHO+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr，該反應中生成HBr，為防止污染大氣，應該用堿液處理HBr；然后向溶液中加入過量CaCO₃、溫度控制在70℃，發(fā)生反應2C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+CaCO₃→Ca（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鈣）+H₂O+CO₂↑，葡萄糖酸鈣可溶于冷水易溶于熱水，所以趁熱過濾，將未溶解的碳酸鈣除去，然后向濾液中加入乙醇，葡萄糖酸鈣微溶于乙醇，所以得到葡萄糖酸鈣懸濁液，然后抽濾得到固體，然后洗滌、干燥固體最后得到Ca（C₆H₁₁O₇）₂固體；
（1）第 ①步中溴水氧化葡萄糖時，該溫度小于100℃，應該用水浴加熱，只有B是水浴加熱，故選B；
（2）第②步充分反應后CaCO₃固體需有剩余，過量的碳酸鈣能提高葡萄糖酸的轉化率，且碳酸鈣不易溶于水，所以碳酸鈣易除去，故答案為：提高葡萄糖酸的轉化率，且過量的碳酸鈣易除去；
（3）鹽酸酸性大于葡萄糖酸，所以氯化鈣和葡萄糖酸不反應，則本實驗中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，
故答案為：氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應制得葡萄糖酸鈣；
（4）第③步需趁熱過濾，因為葡萄糖酸鈣易溶于熱水，可溶于水，所以要趁熱過濾，
故答案為：葡萄糖酸鈣冷卻后會結晶析出，如不趁熱過濾或損失產(chǎn)品；
（5）葡萄糖溶液與新制Cu（OH）₂懸濁液發(fā)生氧化反應生成葡萄糖酸鈉、氧化亞銅和水，
反應方程式為CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COONa+Cu₂O↓+3H₂O，故答案為：CH₂OH（CHOH）₄CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₂OH（CHOH）₄COONa+Cu₂O↓+3H₂O．

點評 本題考查物質(zhì)制備方案設計，為高頻考點，綜合性較強，涉及實驗操作、物質(zhì)性質(zhì)等知識點，明確實驗原理及基本操作方法是解本題關鍵，注意結合表格中物質(zhì)性質(zhì)分析解答，題目難度不大．