Question

【題目】甘氨酸亞鐵是一種補鐵強化劑廣泛用于缺鐵性貧血的預防和治療。某學習小組欲利用硫酸亞鐵溶液與甘氨酸反應制備甘氨酸亞鐵，有關物質性質如表：

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，有強酸性和還原性	易溶于水，難溶于乙醇

實驗過程

實驗1制備：將含的溶液與溶液混合，反應結束后過濾并洗滌沉淀。

實驗2制備：

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

實驗3提純：反應結束后過，將濾液蒸發濃縮，加入乙醇，過濾、干燥得到產品。

(1)寫出實驗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)實驗2中，打開關閉，排盡空氣。確認中空氣排盡的實驗現象是________________，排盡空氣后進行的實驗操作是________，接著滴入檸檬酸溶液并加熱。

(4)實驗2中的檸酸可調節溶液，體系與產率的關系如表

實驗	1	2	3	4	5	6	7
體系	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0
產率(%)	65.74	74.96	78.78	83.13	85.57	72.98	62.31

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

(5)實驗3中加入乙醇的目的是____________________。

(6)若產品的質量為，則產率為__________________%。

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 打開關閉 過低，氫離子會與甘氨酸中的氨基反應 防止亞鐵離子被氧化 減少甘氨酸亞鐵的溶解量，促使其結晶析出 80.00

【解析】

FeSO4溶液與NH4HCO3溶液反應制備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中的反應將C中空氣排盡，接著滴入檸檬酸溶液并加熱，反應結束后過濾，濾液經蒸發結晶、過濾、洗滌、干燥后得到產品，
（1）二價鐵離子與碳酸氫根離子反應生成碳酸鐵沉淀；

（2）根據儀器結構與特征解答；裝置B試劑的目的是除去二氧化碳中的氯化氫；

（3）根據實驗基本操作及現象分析；
（4）NH2CH2COOH中的氨基可以與氫離子結合，據此分析；檸檬酸有強酸性和還原性；

（5）根據甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇分析；
（6）根據題意，FeCO3過量，0.20mol甘氨酸反應完全，根據質量守恒有關系式：2NH2CH2COOH～（NH3CH3COO）2Fe，則理論上得到的（NH3CH3COO）2Fe的物質的量為n（NH2CH2COOH）=0.10mol，質量為0.01mol×204g/mol=20.4g，據此計算。

（1）Fe2＋和HCO3－發生反應生成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C中充滿CO2后，CO2開始進入D中，使D中的澄清石灰水變渾濁，這時說明C中空氣已經排盡，故答案為：D中澄清石灰水變渾濁；利用A中的反應將C中空氣排盡后，打開關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；打開關閉；

（4）NH2CH2COOH中的氨基顯堿性，pH過低使產率下降的原因是H+會與NH2CH2COOH反應；根據信息，檸檬酸具有還原性和強酸性，能夠促進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；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，促使其結晶析出；

（6）根據題意，FeCO3過量，0.20 mol甘氨酸反應完全,根據質量守恒有關系式：2NH2CH2COOH(NH3CH3COO)2Fe，

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

則產率為：=80.00%，故答案為：80.00%。