Question

【題目】甘氨酸亞鐵是一種補(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)小組欲利用硫酸亞鐵溶液與甘氨酸反應(yīng)制備甘氨酸亞鐵，有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如表：

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

實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)1制備：將含的溶液與溶液混合，反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。

實(shí)驗(yàn)2制備：

實(shí)驗(yàn)裝置如圖(夾持和加熱儀器已省略)，將實(shí)驗(yàn)1得到的沉淀和含甘氨酸的水溶液混合后加入中。利用中的反應(yīng)將中空氣排凈，接著滴入檸檬酸溶液并加熱。

實(shí)驗(yàn)3提純：反應(yīng)結(jié)束后過，將濾液蒸發(fā)濃縮，加入乙醇，過濾、干燥得到產(chǎn)品。

(1)寫出實(shí)驗(yàn)1中制備的離子方程式_________________。

(2)裝鹽酸的儀器名稱是__________，裝置中的試劑是__________。

(3)實(shí)驗(yàn)2中，打開關(guān)閉，排盡空氣。確認(rèn)中空氣排盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________，排盡空氣后進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________，接著滴入檸檬酸溶液并加熱。

(4)實(shí)驗(yàn)2中的檸酸可調(diào)節(jié)溶液，體系與產(chǎn)率的關(guān)系如表

實(shí)驗(yàn)	1	2	3	4	5	6	7
體系	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0
產(chǎn)率(%)	65.74	74.96	78.78	83.13	85.57	72.98	62.31

過低產(chǎn)率下降的原因是________________________；檸檬酸的作用還有_______。

(5)實(shí)驗(yàn)3中加入乙醇的目的是____________________。

(6)若產(chǎn)品的質(zhì)量為，則產(chǎn)率為__________________%。

Answer 1

【答案】 長頸漏斗 飽和碳酸氫鈉溶液 中澄清石灰水變渾濁 打開關(guān)閉 過低，氫離子會與甘氨酸中的氨基反應(yīng) 防止亞鐵離子被氧化 減少甘氨酸亞鐵的溶解量，促使其結(jié)晶析出 80.00

【解析】

FeSO4溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)制備FeCO3沉淀，將FeCO3與和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，然后利用A中的反應(yīng)將C中空氣排盡，接著滴入檸檬酸溶液并加熱，反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后得到產(chǎn)品，
（1）二價(jià)鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸鐵沉淀；

（2）根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)與特征解答；裝置B試劑的目的是除去二氧化碳中的氯化氫；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)基本操作及現(xiàn)象分析；
（4）NH2CH2COOH中的氨基可以與氫離子結(jié)合，據(jù)此分析；檸檬酸有強(qiáng)酸性和還原性；

（5）根據(jù)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇分析；
（6）根據(jù)題意，FeCO3過量，0.20mol甘氨酸反應(yīng)完全，根據(jù)質(zhì)量守恒有關(guān)系式：2NH2CH2COOH～（NH3CH3COO）2Fe，則理論上得到的（NH3CH3COO）2Fe的物質(zhì)的量為n（NH2CH2COOH）=0.10mol，質(zhì)量為0.01mol×204g/mol=20.4g，據(jù)此計(jì)算。

（1）Fe2＋和HCO3－發(fā)生反應(yīng)生成FeCO3沉淀、CO2和H2O，離子方程式為：Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+ H2O，故答案為：Fe2++2HCO3－=FeCO3↓+CO2↑+ H2O；

（2）裝鹽酸的儀器為長頸漏斗，試劑B主要是為了除去二氧化碳中的氯化氫，則為飽和碳酸氫鈉溶液，故答案為：長頸漏斗；飽和碳酸氫鈉溶液；

（3）當(dāng)C中充滿CO2后，CO2開始進(jìn)入D中，使D中的澄清石灰水變渾濁，這時(shí)說明C中空氣已經(jīng)排盡，故答案為：D中澄清石灰水變渾濁；利用A中的反應(yīng)將C中空氣排盡后，打開關(guān)閉接著滴入檸檬酸溶液并加熱，故答案為：中澄清石灰水變渾濁；打開關(guān)閉；

（4）NH2CH2COOH中的氨基顯堿性，pH過低使產(chǎn)率下降的原因是H+會與NH2CH2COOH反應(yīng)；根據(jù)信息，檸檬酸具有還原性和強(qiáng)酸性，能夠促進(jìn)FeCO3的溶解，防止Fe2＋被氧化；

故答案為：過低，氫離子會與甘氨酸中的氨基反應(yīng)；防止亞鐵離子被氧化

（5）由于甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，故為降低甘氨酸亞鐵的溶解度，提高產(chǎn)率和純度，用乙醇洗滌，故答案為：減少甘氨酸亞鐵的溶解量，促使其結(jié)晶析出；

（6）根據(jù)題意，FeCO3過量，0.20 mol甘氨酸反應(yīng)完全,根據(jù)質(zhì)量守恒有關(guān)系式：2NH2CH2COOH(NH3CH3COO)2Fe，

則理論上得到的(NH3CH3COO)2Fe的物質(zhì)的量為12n(NH2CH2COOH)=0.10mol，質(zhì)量為0.01mol×204g/mol = 20.4g，

則產(chǎn)率為：=80.00%，故答案為：80.00%。