Question

【題目】甘氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe]是一種補鐵強化劑。實驗室利用FeCO3與甘氨酸(NH2CH2COOH)制備甘氨酸亞鐵，實驗裝置如下圖所示(夾持和加熱儀器已省略)。

查閱資料：

①甘氨酸易溶于水，微溶于乙醇；甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇。

②檸檬酸易溶于水和乙醇，具有較強的還原性和酸性。

實驗過程：

I．裝置C中盛有17.4gFeCO3和200mL1.0mol·L-1甘氨酸溶液。實驗時，先打開儀器a的活塞，待裝置c中空氣排凈后，加熱并不斷攪拌；然后向三頸瓶中滴加檸檬酸溶液。

Ⅱ．反應結束后過濾，將濾液進行蒸發濃縮；加入無水乙醇，過濾、洗滌并干燥。

(1)儀器a的名稱是________；與a相比，儀器b的優點是_______________。

(2)裝置B中盛有的試劑是：____________；裝置D的作用是________________。

(3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3，該反應的離子方程式為____________________________。

(4)過程I加入檸檬酸促進FeCO3溶解并調節溶液pH，溶液pH與甘氨酸亞鐵產率的關系如圖所示。

①pH過低或過高均導致產率下降，其原因是_____________________；

②檸檬酸的作用還有________________________。

(5)過程II中加入無水乙醇的目的是_______________________。

(6)本實驗制得15.3g甘氨酸亞鐵，則其產率是_____％。

Answer 1

【答案】分液漏斗 平衡壓強、便于液體順利流下 飽和NaHCO3溶液 檢驗裝置內空氣是否排凈，防止空氣進入裝置C中 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O pH過低，H+與NH2CH2COOH反應生成NH3+CH2COOH；pH過高，Fe2+與OH-反應生成Fe(OH)2沉淀 防止Fe2+被氧化 降低甘氨酸亞鐵的溶解度，使其結晶析出 75

【解析】

(1)根據儀器的結構確定儀器a的名稱；儀器b可平衡液面和容器內的壓強；

(2)裝置B的作用是除去CO2中混有的HCl；澄清石灰水遇CO2氣體變渾濁；

(3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3，同時應有CO2氣體生成，根據守恒法寫出反應的離子方程式；

(4)①甘氨酸具有兩性，能與H+反應；溶液中的Fe2+易水解生成Fe(OH)2沉淀；

②檸檬酸的還原性比Fe2+還原性強，更易被空氣中氧氣氧化；

(5)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇；

(6) 17.4gFeCO3的物質的量為=0.15mol，200mL甘氨酸溶液中含甘氨酸的物質的量為0.2L×1.0mol·L-1=0.2mol，理論上生成0.1mol的甘氨酸亞鐵，理論上可產生甘氨酸亞鐵：204gmol-1×0.1mol=20.4g，以此計算產率。

(1)根據儀器的結構可知儀器a的名稱分液漏斗；儀器b可平衡液面和容器內的壓強，便于液體順利流下；

(2)裝置B的作用是除去CO2中混有的HCl，則裝置B中盛有的試劑飽和NaHCO3溶液；當裝置內空氣全部排凈后，多余的CO2氣體排出遇澄清的石灰水變渾濁，則裝置D的作用是檢驗裝置內空氣是否排凈，防止空氣進入裝置C中；

(3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3，同時應有CO2氣體生成，發生反應的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；

(4)①過程I加入檸檬酸促進FeCO3溶解并調節溶液pH，當pH過低即酸性較強時，甘氨酸會與H+反應生成NH3+CH2COOH；當pH過高即溶液中OH-較大時，Fe2+與OH-反應生成Fe(OH)2沉淀，故pH過低或過高均會導致產率下降；

②檸檬酸的還原性比Fe2+還原性強，更易被空氣中氧氣氧化，則滴加檸檬酸可防止Fe2+被氧化；

(5)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，則過程II中加入無水乙醇可降低甘氨酸亞鐵的溶解度，使其結晶析出；

(6)17.4gFeCO3的物質的量為=0.15mol，200mL甘氨酸溶液中甘氨酸的物質的量為0.2L×1.0mol·L-1=0.2mol，理論上生成0.1mol的甘氨酸亞鐵，理論上可產生甘氨酸亞鐵：204gmol-1×0.1mol=20.4g，產率是=75%。