Question

【題目】【化學(xué)—-選修2：化學(xué)與技術(shù)】

甘氨酸亞鐵絡(luò)合物[化學(xué)式為(NH2CH2COO)2Fe]是常用的補(bǔ)鐵劑，其合成方法如下：

（1）通入N2的作用是 。

（2）已知甘氨酸顯弱酸性，其結(jié)構(gòu)簡式為NH2CH2COOH，甘氨酸亞鐵絡(luò)合物易溶于水且在水中難電離，寫出“水浴加熱”過程中生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物的反應(yīng)的離子方程式 。

（3）抽濾的好處是 ，從“母液”中回收有機(jī)溶劑的方法是 。

（4）“粗品純化”的操作為蒸餾水洗滌、 洗滌、干燥，其中干燥過程使用的設(shè)備最好選用 （填“常壓干燥機(jī)”或“真空干燥機(jī)”）。

（5）有文獻(xiàn)指出，若在“水浴加熱”過程中投入適量的石灰石，則能同時提高產(chǎn)品的產(chǎn)率和純度，請解釋原因： 。

（6）若甘氨酸的投料量為300 kg，產(chǎn)出純品346.8 kg，則產(chǎn)率為 。（甘氨酸的相對分子質(zhì)量為75）

Answer 1

【答案】（1）防止Fe2+被氧氣氧化或攪拌以加快化學(xué)反應(yīng)速率。

（2）2NH2CH2COOH＋Fe2＋(NH2CH2COO)2Fe＋2H＋。

（3）加快過濾的速度，蒸餾。（4）無水乙醇（或丙酮等）；真空干燥機(jī)。

（5）石灰石消耗H＋，使H＋濃度降低，有利于反應(yīng)向生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物的方向進(jìn)行；同時，Ca2＋與SO42－反應(yīng)生成CaSO4沉淀，降低了雜質(zhì)離子SO42－的濃度）。（6）85％。

【解析】

試題分析：（1）甘氨酸飽和溶液通入氮?dú)�，氣流通過溶液，能起攪拌溶液的作用，攪拌以加快化學(xué)反應(yīng)速率，水浴加熱甘氨酸飽和溶液和硫酸亞鐵的混合物，亞鐵離子易被氧氣氧化，氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣，通入氮?dú)�，防止Fe2+被氧氣氧化；

（2）甘氨酸顯弱酸性，加入鐵粉發(fā)生反應(yīng)2NH2CH2COOH＋Fe＝(NH2CH2COO)2Fe＋H2↑，因此水浴加熱甘氨酸飽和溶液和硫酸亞鐵的混合物的離子反應(yīng)方程式為2NH2CH2COOH＋Fe2＋(NH2CH2COO)2Fe＋2H＋；

（3）抽濾是指用抽氣泵使瓶中的壓強(qiáng)降低，達(dá)到固液分離的目的，能加快過濾的速度，互溶的液體采用蒸餾的方法分離，所以采用蒸餾的方法從母液中回收有機(jī)物；

（4）甘氨酸亞鐵絡(luò)合物為有機(jī)絡(luò)合物，粗品純化采用無水乙醇（或丙酮等）洗滌，有機(jī)物的沸點(diǎn)較低，采用真空干燥機(jī)能實(shí)現(xiàn)在低溫條件下加熱脫水干燥，所以選擇真空干燥機(jī)干燥；

（5）甘氨酸顯弱酸性，其結(jié)構(gòu)簡式為NH2CH2COOH，投入適量的石灰石，石灰石消耗H+，使H+濃度降低，有利于反應(yīng)2NH2CH2COOH+Fe2+（NH2CH2COO）2Fe+2H+，向生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物的方向進(jìn)行，同時，Ca2+與SO42-反應(yīng)生成CaSO4沉淀，降低了雜質(zhì)離子SO42-的濃度；

（6）甘氨酸的投料量為300kg，甘氨酸的物質(zhì)的量n＝300000g÷75g/mol＝4000mol，生成n[（NH2CH2COO）2Fe]=2000mol，產(chǎn)率率＝×100%＝=85%。