Question

【化学—-选修2：化学与技术】

甘氨酸亚铁络合物[化学式为(NH₂CH₂COO)₂Fe]是常用的补铁剂，其合成方法如下：

（1）通入N₂的作用是           。

（2）已知甘氨酸显弱酸性，其结构简式为NH₂CH₂COOH，甘氨酸亚铁络合物易溶于水且在水中难电离，写出“水浴加热”过程中生成甘氨酸亚铁络合物的反应的离子方程式                     。

（3）抽滤的好处是             ，从“母液”中回收有机溶剂的方法是      。

（4）“粗品纯化”的操作为蒸馏水洗涤、        洗涤、干燥，其中干燥过程使用的设备最好选用           （填“常压干燥机”或“真空干燥机”）。

（5）有文献指出，若在“水浴加热”过程中投入适量的石灰石，则能同时提高产品的产率和纯度，请解释原因：                                                             。

（6）若甘氨酸的投料量为300 kg，产出纯品346.8 kg，则产率为    。（甘氨酸的相对分子质量为75）

Answer

（1）防止Fe2+被氧气氧化或搅拌以加快化学反应速率。

（2）2NH2CH2COOH＋Fe2＋(NH2CH2COO)2Fe＋2H＋。

（3）加快过滤的速度，蒸馏。（4）无水乙醇（或丙酮等）；真空干燥机。

（5）石灰石消耗H＋，使H＋浓度降低，有利于反应向生成甘氨酸亚铁络合物的方向进行；同时，Ca2＋与SO42－反应生成CaSO4沉淀，降低了杂质离子SO42－的浓度）。（6）85％。

【解析】

试题分析：（1）甘氨酸饱和溶液通入氮气，气流通过溶液，能起搅拌溶液的作用，搅拌以加快化学反应速率，水浴加热甘氨酸饱和溶液和硫酸亚铁的混合物，亚铁离子易被氧气氧化，氮气为保护气，通入氮气，防止Fe2+被氧气氧化；

（2）甘氨酸显弱酸性，加入铁粉发生反应2NH2CH2COOH＋Fe＝(NH2CH2COO)2Fe＋H2↑，因此水浴加热甘氨酸饱和溶液和硫酸亚铁的混合物的离子反应方程式为2NH2CH2COOH＋Fe2＋(NH2CH2COO)2Fe＋2H＋；

（3）抽滤是指用抽气泵使瓶中的压强降低，达到固液分离的目的，能加快过滤的速度，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，所以采用蒸馏的方法从母液中回收有机物；

（4）甘氨酸亚铁络合物为有机络合物，粗品纯化采用无水乙醇（或丙酮等）洗涤，有机物的沸点较低，采用真空干燥机能实现在低温条件下加热脱水干燥，所以选择真空干燥机干燥；

（5）甘氨酸显弱酸性，其结构简式为NH2CH2COOH，投入适量的石灰石，石灰石消耗H+，使H+浓度降低，有利于反应2NH2CH2COOH+Fe2+（NH2CH2COO）2Fe+2H+，向生成甘氨酸亚铁络合物的方向进行，同时，Ca2+与SO42-反应生成CaSO4沉淀，降低了杂质离子SO42-的浓度；

（6）甘氨酸的投料量为300kg，甘氨酸的物质的量n＝300000g÷75g/mol＝4000mol，生成n[（NH2CH2COO）2Fe]=2000mol，产率率＝×100%＝=85%。

【考点定位】本题主要是考查甘氨酸亚铁络合物制备实验设计

【名师点晴】该题为高频考点，把握制备的反应原理及发生的反应为解答的关键，侧重分析、实验能力以及计算能力的综合考查，题目难度中等。流程题的解题思路为：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。