Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室以綠礬（FeSO47H2O）為鐵源制備補(bǔ)鐵劑甘氨酸亞鐵[（NH2 CH2COO）2 Fe〕．有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)：

甘氨酸（NH2CH2COOH）	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(qiáng)酸性和還原性	易溶于水，難溶于乙醇

實(shí)驗(yàn)過程：
I．制備FeCO3：將0.10mol綠礬溶于水中，加入少量鐵粉，邊攪拌邊緩慢加入1.1molL﹣1NH4HCO3溶液200mL．反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀．
II．制備（NH2 CH2 COO） 2Fe：實(shí)驗(yàn)裝置如圖（夾持和加熱儀器已省略），利用A中反應(yīng)將C中空氣排凈，再將上述沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中，滴入檸檬酸并加熱．反應(yīng)結(jié)束后過濾，濾液蒸發(fā)濃縮，加入乙醇，過濾、干燥得到產(chǎn)品．

回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)I中：鐵粉的作用是；生成沉淀的離子方程式為 ．
（2）實(shí)驗(yàn)II中：
①裝置B中試劑為 ．
②當(dāng)C中空氣排凈后，應(yīng)停止滴加鹽酸，打開止水夾 ， 關(guān)閉止水夾
③裝置D中Ca（OH）2的作用是 ．
④檸檬酸可調(diào)節(jié)pH，體系pH與產(chǎn)率的關(guān)系如表：

實(shí)驗(yàn)	1	2	3	4	5	6	7	8
體系pH	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0	6.5	7.0	7.5
產(chǎn)率/%	65.74	74.96	78.78	83.13	85.57	72.98	62.31	5686．

pH過低使產(chǎn)率下降的原因是；檸檬酸的作用還有（填序號(hào)）．
a．作反應(yīng)終點(diǎn)指示劑 b．防止二價(jià)鐵被氧化 c．促進(jìn)FeCO3溶解 d．作催化劑
⑤乙醇的作用是 ．
⑥若產(chǎn)品的質(zhì)量為m g，則產(chǎn)率為
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測定產(chǎn)品中二價(jià)鐵含量（不必描述操作過程的細(xì)節(jié)）： ．
（已知產(chǎn)品中存在少量三價(jià)鐵，且僅二價(jià)鐵可以在酸性條件下被KMnO4、NaC1O或H2 O2定量快速氧化．）

Answer 1

【答案】
（1）防止二價(jià)鐵被氧化；Fe2++2HCO3﹣=FeCO3↓+CO2↑+H2O
（2）飽和NaHCO3溶液；b；a；判斷裝置中控器是否排盡；H+會(huì)與NH2CH2COOH反應(yīng)；bc；降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，提高產(chǎn)率和純度； ×100%
（3）稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品溶于水中，加入適量H2SO4酸化，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄消耗的體積，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2﹣3次
【解析】解：（1）二價(jià)鐵具有較強(qiáng)的還原性，在制備碳酸亞鐵的過程中，為了防止二價(jià)鐵被氧化，需加入少量鐵粉，綠礬的水溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)的方程式為 Fe2++2HCO3﹣=FeCO3↓+CO2↑+H2O，所以答案是：防止二價(jià)鐵被氧化；Fe2++2HCO3﹣=FeCO3↓+CO2↑+H2O；（2）①由于稀鹽酸與石灰質(zhì)制備二氧化碳的過程中，HCl有揮發(fā)性，為了避免揮發(fā)出的HCl干擾后續(xù)試驗(yàn)，故需除去，可選用飽和NaHCO3溶液，所以答案是：飽和NaHCO3溶液；②當(dāng)C中空氣排凈后，應(yīng)停止滴加鹽酸，制備產(chǎn)物，此過程不需要二氧化碳，需要控制左側(cè)的物質(zhì)不能進(jìn)入右側(cè)的反應(yīng)裝置，故硬關(guān)閉止水夾b，打開止水夾a，所以答案是：b；a；③裝置D中Ca（OH）2的作用是判斷裝置中控器是否排盡，若產(chǎn)生沉淀則需要繼續(xù)除空氣，以免對實(shí)驗(yàn)造成干擾，所以答案是：判斷裝置中控器是否排盡； ④pH過低使產(chǎn)率下降的原因是H+會(huì)與NH2CH2COOH中的氨基反應(yīng)，檸檬酸有強(qiáng)酸性和還原性，作用還有促進(jìn)FeCO3溶解，防止二價(jià)鐵被氧化，所以答案是：H+會(huì)與NH2CH2COOH反應(yīng)；bc；⑤由于甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，故乙醇的作用是降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，提高產(chǎn)率和純度，所以答案是：降低甘氨酸亞鐵在水中的溶解度，提高產(chǎn)率和純度； ⑥根據(jù)原子守恒，綠礬中的鐵元素為0.10mol，過程中NH4HCO3溶液過量，故根據(jù)鐵原子守恒知理論上產(chǎn)生[（NH2 CH2COO）2 Fe0.10mol，其質(zhì)量為20.4g，故產(chǎn)率= = ，所以答案是： ；（3）測定產(chǎn)品中二價(jià)鐵含量，稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品溶于水中，加入適量H2SO4酸化，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄消耗的體積，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2﹣3次，可根據(jù)消耗的高錳酸鉀的量計(jì)算二價(jià)鐵的量，所以答案是：稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品溶于水中，加入適量H2SO4酸化，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄消耗的體積，重復(fù)實(shí)驗(yàn)2﹣3次．