Question

【題目】甘氨酸亞鐵[(H2NCH2COO)2Fe]是一種新型補(bǔ)鐵劑。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置(夾持儀器省略)制備甘氨酸亞鐵。

有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表所示：

甘氨酸(H2NCH2COOH)	易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸仲溶解度大于在乙醇中的溶解度。
檸檬酸	易溶于水和乙醇，酸性較強(qiáng)，有強(qiáng)還原性。
甘氨酸亞鐵	易溶于水，難溶于乙醇、冰醋酸。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

Ⅰ.打開K1、K3，向c中通入氣體，待確定c中空氣被排盡后，將b中溶液加入到c中。

Ⅱ.在50℃恒溫條件下用磁力攪拌器不斷攪拌，然后向c中滴加NaOH溶液，調(diào)溶液pH至5.5左右，使反應(yīng)物充分反應(yīng)。

Ⅲ.反應(yīng)完成后，向c中反應(yīng)混合液中加入無水乙醇，生成白色沉淀，將沉淀過濾、洗滌得粗產(chǎn)品，將粗產(chǎn)品純化后得精品。

回答下列問題：

（1）儀器b的名稱是__，d的作用是__。

（2）步驟Ⅰ中將b中溶液加入到c中的操作是__；步驟Ⅱ中若調(diào)節(jié)溶液pH偏高，則所得粗產(chǎn)品中會(huì)混有雜質(zhì)___(寫化學(xué)式)。

（3）c中生成甘氨酸亞鐵的化學(xué)方程式是__。

（4）下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是__(填寫序號(hào))。

a.步驟Ⅰ中可由d中導(dǎo)管冒出氣泡的快慢來判斷裝置中的空氣是否排盡

b.反應(yīng)混合液中加入檸檬酸的作用是防止Fe2+被氧化

c.步驟Ⅲ中加入無水乙醇的作用是降低甘氨酸亞鐵的溶解度

d.步驟Ⅲ中沉淀洗滌時(shí)，用蒸餾水作洗滌劑

（5）工業(yè)上常用高氯酸在非水體系中滴定甘氨酸的方法測(cè)定產(chǎn)品中的甘氨酸的含量。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將所得粗產(chǎn)品中的甘氨酸分離出來直接用于滴定：___。

Answer 1

【答案】蒸餾燒瓶 防止空氣進(jìn)c中將甘氨酸亞鐵氧化 關(guān)閉K3，打開K2 Fe(OH)2 2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O ad 將粗產(chǎn)品置于一定量的冰醋酸中，攪拌，過濾，洗滌，得甘氨酸的冰醋酸溶液

【解析】

先打開K1、K3，鐵屑與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵同時(shí)產(chǎn)生氫氣，將裝置內(nèi)的空氣排盡；之后關(guān)閉K3，打開K2，通過產(chǎn)生的氣體將b中溶液壓入c中；c中盛放甘氨酸和少量檸檬酸，在50℃恒溫條件下用磁力攪拌器不斷攪拌，然后向c中滴加NaOH溶液，調(diào)溶液pH至5.5左右，使反應(yīng)物充分反應(yīng)，反應(yīng)完成后加入無水乙醇，降低甘氨酸亞鐵的溶解度，從而使其析出；得到的產(chǎn)品中混有甘氨酸雜質(zhì)，可用冰醋酸洗滌。

(1)根據(jù)b的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知其為蒸餾燒瓶；d中導(dǎo)管插入液面以下，可以形成液封，防止空氣進(jìn)入c中將甘氨酸亞鐵氧化；

(2)關(guān)閉K3，打開K2，產(chǎn)生的氣體可將b中溶液壓入c中；pH偏高可能生成Fe(OH)2沉淀；

(3)反應(yīng)物有甘氨酸、硫酸亞鐵以及NaOH，已知生成物有甘氨酸亞鐵，結(jié)合元素守恒可知方程式應(yīng)為2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O；

(4)a．空氣排盡后也會(huì)有氫氣冒出，氣泡產(chǎn)生的速率與空氣是否排盡無關(guān)，故a錯(cuò)誤；

b．根據(jù)題目信息可知檸檬酸具有還原性，可以防止亞鐵離子被氧化，故b正確；

c．根據(jù)題目信息可知甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，所以加入乙醇可以降低其溶解度，使其從溶液中析出，故c正確；

d．甘氨酸亞鐵易溶于水，用水洗滌會(huì)造成大量產(chǎn)品損失，故d錯(cuò)誤；

綜上所述選ad；

(5)甘氨酸和甘氨酸均易溶于水，但甘氨酸亞鐵難溶于冰醋酸，而甘氨酸在冰醋酸中有一定的溶解度，所以可將粗產(chǎn)品置于一定量的冰醋酸中，攪拌，過濾，洗滌，得甘氨酸的冰醋酸溶液。