Question

【題目】葡萄糖酸鋅{M[Zn(C6H11O7)2]＝455g·mol－1)是一種重要的補(bǔ)鋅試劑，其在醫(yī)藥、食品、飼料、化妝品等領(lǐng)城中具有廣泛的應(yīng)用。純凈的葡葡糖酸鋅為白色晶體，可溶于水，極易溶于熱水，不溶于乙醇，化學(xué)興趣小組欲在實(shí)驗(yàn)室制備葡萄糖酸鋅并測(cè)定產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)操作分以下兩步：

Ⅰ.葡萄糖酸(C6H12O7)的制備。量取50 mL蒸餾水于100 mL燒杯中，攪拌下緩慢加入2.7 mL(0.05 mol)濃H2SO4，分批加入21.5 g葡萄糖酸鈣{M[Ca(C6H11O7)2]＝430g·mol－1，易溶于熱水}，在90℃條件下，不斷攪拌，反應(yīng)40min后，趁熱過(guò)濾。濾液轉(zhuǎn)移至小燒杯，冷卻后，緩慢通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂，交換液收集在燒杯中，得到無(wú)色的葡葡糖酸溶液。

Ⅱ.葡萄糖酸鋅的制備。向上述制得的葡萄糖酸溶液中分批加入足量的ZnO，在60℃條件下，不斷攪拌，反應(yīng)1h，此時(shí)溶液pH≈6。趁熱減壓過(guò)濾，冷卻結(jié)晶，同時(shí)加入10 mL 95%乙醇，經(jīng)過(guò)一系列操作，得到白色晶體，經(jīng)干燥后稱量晶體的質(zhì)量為18.2g。

回答下列問題：

(1)制備葡萄糖酸的化學(xué)方程式為________________。

(2)通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂的目的是_______________。

(3)檢驗(yàn)葡萄糖酸溶液中是否存在SO42-的操作為_________。

(4)制備葡萄糖酸時(shí)選用的最佳加熱方式為_______________。

(5)制備葡萄糖酸鋅時(shí)加入乙醇的目的是________，“一系列操作”具體是指_______。

(6)葡萄糖酸鋅的產(chǎn)率為______(用百分?jǐn)?shù)表示)，若pH≈5時(shí)就進(jìn)行后續(xù)操作，產(chǎn)率將_____(填“增大”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 將未充分反應(yīng)的葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸 取適量葡萄糖酸試液，向其中加入足量的稀鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明葡萄糖酸溶液中還存在SO42-，反之則不存在 水浴加熱（或熱水浴） 降低葡萄糖酸鋅溶解度，便于晶體析出 過(guò)濾、洗滌 80% 減小

【解析】

(1)葡萄糖酸鈣Ca(C6H11O7)2與硫酸H2SO4反應(yīng)生成葡萄糖酸(C6H12O7)，原理為強(qiáng)酸制弱酸，化學(xué)反應(yīng)方程式為，故答案為：；

(2)將葡萄糖酸鈣與硫酸反應(yīng)后的濾液緩慢通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)行陽(yáng)離子交換，可將為充分反應(yīng)的Ca2+交換為H+，即將未充分反應(yīng)的葡萄糖酸鈣轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸，故答案為：將未充分反應(yīng)的葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸；

(3)結(jié)合SO42-離子的檢驗(yàn)方法，可取適量葡萄糖酸試液，向其中加入足量的稀鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明葡萄糖酸溶液中還存在SO42-，反之則不存在，故答案為：取適量葡萄糖酸試液，向其中加入足量的稀鹽酸，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則證明葡萄糖酸溶液中還存在SO42-，反之則不存在；

(4)實(shí)驗(yàn)Ⅰ制備葡糖糖酸時(shí)，反應(yīng)條件為90℃，則最佳的加熱方式為水浴加熱（或熱水浴），故答案為：水浴加熱（或熱水浴）；

(5)葡萄糖酸鋅可溶于水，極易溶于熱水，不溶于乙醇，生成葡萄糖酸鋅后，加入乙醇可減少葡萄糖酸鋅的溶解，使其以晶體的形式析出，加入乙醇后的“一些列操作”可以是過(guò)濾、洗滌，故答案為：降低葡萄糖酸鋅溶解度，便于晶體析出；過(guò)濾、洗滌；

(6)根據(jù)反應(yīng)方程式可得關(guān)系式：Ca(C6H11O7)2~ Zn(C6H11O7)2，m[Ca(C6H11O7)2]=21.5g，則，則理論上可得到葡萄糖酸鋅的物質(zhì)的量為n[Zn(C6H11O7)2]=0.05mol，因此，，根據(jù)可得，葡萄糖酸鋅的產(chǎn)率為，若pH≈5時(shí)就進(jìn)行后續(xù)操作，一些葡萄糖酸就不能充分轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鋅，導(dǎo)致葡萄糖酸鋅質(zhì)量將減小，產(chǎn)率減小，故答案為：80%；減小；