Question

【題目】甘氨酸亞鐵絡(luò)合物[(H2NCH2COO)2Fe]是一種新型的鐵營養(yǎng)強化劑，廣泛用于缺鐵性貧血的預防和治療。某學習小組模擬其合成方法如圖：

已知：

請回答：

（1）合成裝置中儀器b的名稱是___。

（2）合成過程中，本實驗為了防止Fe2+被氧化，采取的措施是___。

（3）寫出水浴加熱過程中生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物的離子方程式___。

（4）下列說法正確的是___。

A.滴入液體前，應先打開滴液漏斗a的上口玻璃塞

B.根據(jù)題中所給信息，亞鐵鹽應選用FeSO4·7H2O

C.步驟Ⅲ中的分離方法是過濾

D.步驟IV，提純操作中的干燥過程最好選用真空干燥

（5）合成過程需控制pH=5.5，試說明理由___。

（6）步驟Ⅲ加入無水乙醇的目的是___。

（7）若甘氨酸的投料量為300kg，得到純品344.8kg，則產(chǎn)品的產(chǎn)率為___ %（保留一位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】三頸燒瓶 通入氮氣，加入異抗壞血酸 2H2NCH2COOH+Fe2+=[(H2NCH2COO)2Fe]+2H+ CD pH過低，H+會與H2NCH2COOH中的氨基反應，使產(chǎn)率下降，pH過高會生成氫氧化亞鐵沉淀 降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，促使其結(jié)晶析出；除去雜質(zhì)，提高產(chǎn)率和純度 84.5

【解析】

(1)根據(jù)圖示中裝置的結(jié)構(gòu)分析解答；

(2)亞鐵離子易被氧氣氧化，結(jié)合過程中通入的氮氣和異抗壞血酸的性質(zhì)分析解答；

(3)甘氨酸亞鐵易溶于水，水浴加熱甘氨酸飽和溶液和硫酸亞鐵的混合物反應生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物，據(jù)此書寫反應的離子方程式；

(4)根據(jù)裝置圖中中使用的是恒壓滴液漏斗的結(jié)構(gòu)判斷A；根據(jù)FeSO4·7H2O易溶于水，難溶于乙醇，FeCl2·4H2O易溶于乙醇，結(jié)合合成過程分析判斷B；步驟Ⅲ為分離液體和固體的操作據(jù)此判斷C；甘氨酸亞鐵容易被氧化，據(jù)此判斷D；

(5)pH過低，H+會與H2NCH2COOH中的氨基反應，pH過高會生成氫氧化亞鐵沉淀，據(jù)此分析解答；

(6)根據(jù)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，結(jié)合合成過程分析解答；

(7)根據(jù)氮原子守恒，結(jié)合產(chǎn)率=×100%計算。

(1)根據(jù)圖示，合成裝置中儀器b為三頸燒瓶，故答案為：三頸燒瓶；

(2)甘氨酸飽和溶液中通入氮氣，氣流通過溶液，能起攪拌溶液的作用，攪拌可以加快化學反應速率，同時除去溶液中溶解的氧氣，加入異抗壞血酸，異抗壞血酸介于弱酸性和強還原性，都能防止亞鐵離子被氧氣氧化，故答案為：通入氮氣，加入異抗壞血酸；

(3)甘氨酸亞鐵絡(luò)合物易溶于水，水浴加熱甘氨酸飽和溶液和硫酸亞鐵的混合物反應生成甘氨酸亞鐵絡(luò)合物，反應的離子方程式為：2NH2CH2COOH+Fe2+=(NH2CH2COO)2Fe+2H+，加入氫氧化鈉使反應能夠完全進行，故答案為： 2NH2CH2COOH+Fe2+=(NH2CH2COO)2Fe+2H+；

(4)A.裝置中使用的是恒壓滴液漏斗，滴入液體前，無需打開滴液漏斗a的上口玻璃塞，故A錯誤；B. FeSO4·7H2O易溶于水，難溶于乙醇，在加入乙醇析出甘氨酸亞鐵時會混入雜質(zhì)，而FeCl2·4H2O易溶于乙醇，不會引入雜質(zhì)，因此亞鐵鹽應選用FeCl2·4H2O，故B錯誤；C. 加入乙醇析出甘氨酸亞鐵，步驟Ⅲ為分離液體和固體的操作，分離方法是過濾，故C正確；D.步驟IV中，用蒸餾水洗滌除去乙醇，得到純凈的甘氨酸亞鐵，甘氨酸亞鐵容易被氧化，因此干燥過程最好選用真空干燥，故D正確；故答案為：CD；

(5)pH過低，H+會與H2NCH2COOH中的氨基反應，使產(chǎn)率下降，pH過高會生成氫氧化亞鐵沉淀，因此合成過程需控制pH=5.5，故答案為：pH過低，H+會與H2NCH2COOH中的氨基反應，使產(chǎn)率下降，pH過高會生成氫氧化亞鐵沉淀；

(6)甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，步驟Ⅲ加入無水乙醇，降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，促使其結(jié)晶析出；同時除去雜質(zhì)，提高甘氨酸亞鐵的產(chǎn)率和純度，故答案為：降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，促使其結(jié)晶析出；除去雜質(zhì)，提高產(chǎn)率和純度；

(7)甘氨酸的投料量為300kg，甘氨酸的物質(zhì)的量n==4×103mol，生成n[(NH2CH2COO)2Fe]=2×103mol，產(chǎn)率為=×100%=84.5%，故答案為：84.5。