Question

【題目】實驗室用綠礬(FeSO4·7H2O)制備補血劑甘氨酸亞鐵[(H2NCH2COO)2Fe]，有關物質性質如下:

甘氨酸(H2NCH2COOH)	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,有酸性和還原性	易溶于水,難溶于乙醇

實驗過程:

I．配制含 0.10molFeSO4 的綠礬溶液。

II．制備 FeCO3: 向配制好的綠礬溶液中，緩慢加入 200mL1.1mol/LNH4HCO3 溶液，邊加邊攪拌，反應結束后過濾并洗滌沉淀。

III．制備(H2NCH2COO)2Fe: 實驗裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略)，將實驗 II 得到的沉淀和含 0.20mol 甘氨酸的水溶液混合后加入 C 中，然后利用 A 中反應產生的氣體將 C 中空氣排凈，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、干燥得到產品。

回答下列問題:

(1)實驗 I 中:配制綠礬溶液時，為防止 FeSO4 被氧化變質，應加入試劑為_________ (寫化學式)。

(2)實驗 II 中:生成沉淀的離子方程式為_______________________________________。

(3)實驗 III 中:

①裝置 A中所盛放的藥品是_______ (填序號)。

a．Na2CO3 和稀 H2SO4 b．CaCO3 和稀 H2SO4 c．CaCO3 和稀鹽酸

②確認 C 中空氣排盡的實驗現象是___________________________________________。

③加入檸檬酸溶液一方面可調節溶液的 pH 促進 FeCO3 溶解，另一個作用是________。

④洗滌實驗 III 中得到的沉淀，所選用的最佳洗滌試劑是__________ (填序號)。

a．熱水 b．乙醇溶液 c．檸檬酸溶液

⑤若產品的質量為 17.34g,則產率為__________________。

Answer 1

【答案】Fe Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+ H2O c D中澄清石灰水變渾濁 防止二價鐵被氧化 b 85%

【解析】

(1)實驗 I 中在配制綠礬溶液時，為防止 FeSO4 被氧化變質，應加入還原劑，同時不能引入新的雜質；

(2)實驗 II 中FeSO4與NH4HCO3 溶液發生反應，生成FeCO3沉淀和CO2及H2O；

(3)①裝置A為固液不加熱型制氣裝置，且具有隨開隨用、隨關隨停的特點，所以應選擇塊狀不溶于水，酸只能選擇鹽酸，若選擇硫酸，生成的CaSO4微溶于水，阻礙反應的進行；

②當C中充滿CO2后，使D中的澄清石灰水變渾濁；

③由題中信息“易溶于水和乙醇，有強酸性和還原性”分析；

④根據甘氨酸亞鐵“易溶于水，難溶于乙醇”分析洗滌試劑；

⑤含0.10molFeSO4的綠礬溶液中Fe2+的物質的量為0.10mol，因NH4HCO3溶液過量，所以根據Fe元素守恒，生成(NH2CH2COO)2Fe的物質的量為0.10mol，根據m=nM計算出(NH2CH2COO)2Fe的質量，然后可計算出其產率。

(1)在實驗 I 中的配制綠礬溶液時，由于Fe2+具有還原性，容易被氧化產生Fe3+，為防止 FeSO4 被氧化變質，同時應避免引入新的雜質，要加入還原鐵粉，會發生反應：Fe+2Fe3+=3Fe2+，過量的鐵粉過濾除去；

(2)在實驗 II 中FeSO4與NH4HCO3 溶液發生反應，生成FeCO3沉淀和CO2及H2O，反應的離子方程式為：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+ H2O；

(3)①裝置A為固液不加熱型制氣裝置，且具有隨開隨用、隨關隨停的特點，所以應選擇塊狀不溶于水的CaCO3，酸只能選擇鹽酸，若選擇硫酸，生成的CaSO4微溶于水，阻礙反應的進行，故合理選項是c；

②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；

③由題中信息可知，檸檬酸具有強還原性，還可防止Fe2+被氧化；

④因甘氨酸亞鐵易溶于水，難溶于乙醇，所以應選擇乙醇溶液作為洗滌劑，故選b，

故答案為：b；

⑤含0.10molFeSO4的綠礬溶液中Fe2+的物質的量為0.10mol，因NH4HCO3溶液過量，根據Fe元素守恒可知生成(NH2CH2COO)2Fe的物質的量為0.10mol,其質量為：m[(NH2CH2COO)2Fe]=nM=0.10mol×204g/mol=20.4g，則(NH2CH2COO)2Fe的產率為：×100%=85%。