Question

【題目】葡萄糖酸鋅{M[Zn(C6H11O7)2]＝455g·mol－1)是一種重要的補鋅試劑，其在醫藥、食品、飼料、化妝品等領城中具有廣泛的應用。純凈的葡葡糖酸鋅為白色晶體，可溶于水，極易溶于熱水，不溶于乙醇，化學興趣小組欲在實驗室制備葡萄糖酸鋅并測定產率。實驗操作分以下兩步：

Ⅰ.葡萄糖酸(C6H12O7)的制備。量取50 mL蒸餾水于100 mL燒杯中，攪拌下緩慢加入2.7 mL(0.05 mol)濃H2SO4，分批加入21.5 g葡萄糖酸鈣{M[Ca(C6H11O7)2]＝430g·mol－1，易溶于熱水}，在90℃條件下，不斷攪拌，反應40min后，趁熱過濾。濾液轉移至小燒杯，冷卻后，緩慢通過強酸性陽離子交換樹脂，交換液收集在燒杯中，得到無色的葡葡糖酸溶液。

Ⅱ.葡萄糖酸鋅的制備。向上述制得的葡萄糖酸溶液中分批加入足量的ZnO，在60℃條件下，不斷攪拌，反應1h，此時溶液pH≈6。趁熱減壓過濾，冷卻結晶，同時加入10 mL 95%乙醇，經過一系列操作，得到白色晶體，經干燥后稱量晶體的質量為18.2g。

回答下列問題：

(1)制備葡萄糖酸的化學方程式為________________。

(2)通過強酸性陽離子交換樹脂的目的是_______________。

(3)檢驗葡萄糖酸溶液中是否存在SO42-的操作為_________。

(4)制備葡萄糖酸時選用的最佳加熱方式為_______________。

(5)制備葡萄糖酸鋅時加入乙醇的目的是________，“一系列操作”具體是指_______。

(6)葡萄糖酸鋅的產率為______(用百分數表示)，若pH≈5時就進行后續操作，產率將_____(填“增大”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】 將未充分反應的葡萄糖轉化為葡萄糖酸 取適量葡萄糖酸試液，向其中加入足量的稀鹽酸，無明顯現象，再滴加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則證明葡萄糖酸溶液中還存在SO42-，反之則不存在 水浴加熱（或熱水浴） 降低葡萄糖酸鋅溶解度，便于晶體析出 過濾、洗滌 80% 減小

【解析】

(1)葡萄糖酸鈣Ca(C6H11O7)2與硫酸H2SO4反應生成葡萄糖酸(C6H12O7)，原理為強酸制弱酸，化學反應方程式為，故答案為：；

(2)將葡萄糖酸鈣與硫酸反應后的濾液緩慢通過強酸性陽離子交換樹脂進行陽離子交換，可將為充分反應的Ca2+交換為H+，即將未充分反應的葡萄糖酸鈣轉化為葡萄糖酸，故答案為：將未充分反應的葡萄糖轉化為葡萄糖酸；

(3)結合SO42-離子的檢驗方法，可取適量葡萄糖酸試液，向其中加入足量的稀鹽酸，無明顯現象，再滴加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則證明葡萄糖酸溶液中還存在SO42-，反之則不存在，故答案為：取適量葡萄糖酸試液，向其中加入足量的稀鹽酸，無明顯現象，再滴加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則證明葡萄糖酸溶液中還存在SO42-，反之則不存在；

(4)實驗Ⅰ制備葡糖糖酸時，反應條件為90℃，則最佳的加熱方式為水浴加熱（或熱水浴），故答案為：水浴加熱（或熱水浴）；

(5)葡萄糖酸鋅可溶于水，極易溶于熱水，不溶于乙醇，生成葡萄糖酸鋅后，加入乙醇可減少葡萄糖酸鋅的溶解，使其以晶體的形式析出，加入乙醇后的“一些列操作”可以是過濾、洗滌，故答案為：降低葡萄糖酸鋅溶解度，便于晶體析出；過濾、洗滌；

(6)根據反應方程式可得關系式：Ca(C6H11O7)2~ Zn(C6H11O7)2，m[Ca(C6H11O7)2]=21.5g，則，則理論上可得到葡萄糖酸鋅的物質的量為n[Zn(C6H11O7)2]=0.05mol，因此，，根據可得，葡萄糖酸鋅的產率為，若pH≈5時就進行后續操作，一些葡萄糖酸就不能充分轉化為葡萄糖酸鋅，導致葡萄糖酸鋅質量將減小，產率減小，故答案為：80%；減小；