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实验室以绿矾(FeSO4•7H2O)为铁源制备补铁剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe].有关物质性质:甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水,微溶于乙醇,两性化
题目详情
实 验 室 以 绿 矾(FeSO4•7H2O)为 铁 源 制 备 补 铁 剂 甘 氨 酸 亚 铁[(NH2 CH2COO)2 Fe].有关物质性质:
实验过程:
I.制 备 FeCO3:将0.10mol 绿 矾 溶 于 水中,加 入 少 量 铁 粉,边 搅 拌 边 缓 慢 加入1.1mol•L一1NH4HCO3溶液200mL.反应结束后过滤并洗涤沉淀.
II.制备(NH2 CH2 COO)2Fe:实验装置如图(夹持和加热仪器已省略),利用A中反应将C中空气排净,再将上述沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,滴入柠檬酸并加热.反应结束后过滤,滤液蒸发浓缩,加入乙醇,过滤、干燥得到产品.
回答下列问题:
(1)实验I中:铁粉的作用是___;生成沉淀的离子方程式为___.
(2)实验II中:
①装置B中试剂为___.
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,打开止水夹___,关闭止水夹___
③装置D中Ca(OH)2的作用是___.
④柠檬酸可调节pH,体系pH与产率的关系如表:
pH过低使产率下降的原因是___;柠檬酸的作用还有___(填序号).
a.作反应终点指示剂 b.防止二价铁被氧化
c.促进FeCO3溶解 d.作催化剂
⑤乙醇的作用是___.
⑥若产品的质量为mg,则产率为___.
(3)设计实验方案测定产品中二价铁含量(不必描述操作过程的细节):___.(已知产品中存在少量三价铁,且仅二价铁可以在酸性条件下被KMnO4、NaClO 或H2O2定量快速氧化.)
甘氨酸(NH2CH2COOH) | 柠檬酸 | 甘氨酸亚铁 |
易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物 | 易溶于水和乙醇,有较强酸性和还原性 | 易溶于水,难溶于乙醇 |
I.制 备 FeCO3:将0.10mol 绿 矾 溶 于 水中,加 入 少 量 铁 粉,边 搅 拌 边 缓 慢 加入1.1mol•L一1NH4HCO3溶液200mL.反应结束后过滤并洗涤沉淀.
II.制备(NH2 CH2 COO)2Fe:实验装置如图(夹持和加热仪器已省略),利用A中反应将C中空气排净,再将上述沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,滴入柠檬酸并加热.反应结束后过滤,滤液蒸发浓缩,加入乙醇,过滤、干燥得到产品.
回答下列问题:
(1)实验I中:铁粉的作用是___;生成沉淀的离子方程式为___.
(2)实验II中:
①装置B中试剂为___.
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,打开止水夹___,关闭止水夹___
③装置D中Ca(OH)2的作用是___.
④柠檬酸可调节pH,体系pH与产率的关系如表:
实验 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
体系pH | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 7.5 |
产率/% | 65.74 | 74.96 | 78.78 | 83.13 | 85.57 | 72.98 | 62.31 | 56.86 |
a.作反应终点指示剂 b.防止二价铁被氧化
c.促进FeCO3溶解 d.作催化剂
⑤乙醇的作用是___.
⑥若产品的质量为mg,则产率为___.
(3)设计实验方案测定产品中二价铁含量(不必描述操作过程的细节):___.(已知产品中存在少量三价铁,且仅二价铁可以在酸性条件下被KMnO4、NaClO 或H2O2定量快速氧化.)
▼优质解答
答案和解析
(1)二价铁具有较强的还原性,在制备碳酸亚铁的过程中,为了防止二价铁被氧化,需加入少量铁粉,绿矾的水溶液与NH4HCO3溶液反应的方程式为 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:防止二价铁被氧化;Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
(2)①由于稀盐酸与石灰质制备二氧化碳的过程中,HCl有挥发性,为了避免挥发出的HCl干扰后续试验,故需除去,可选用饱和NaHCO3溶液,故答案为:饱和NaHCO3溶液;
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,制备产物,此过程不需要二氧化碳,需要控制左侧的物质不能进入右侧的反应装置,故硬关闭止水夹b,打开止水夹a,故答案为:b;a;
③装置D中Ca(OH)2的作用是判断装置中控器是否排尽,若产生沉淀则需要继续除空气,以免对实验造成干扰,故答案为:判断装置中控器是否排尽;
④pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH中的氨基反应,柠檬酸有强酸性和还原性,作用还有促进FeCO3溶解,防止二价铁被氧化,故答案为:H+会与NH2CH2COOH反应;bc;
⑤由于甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,故乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度,故答案为:降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度;
⑥根据原子守恒,绿矾中的铁元素为0.10mol,过程中NH4HCO3溶液过量,故根据铁原子守恒知理论上产生[(NH2 CH2COO)2 Fe0.10mol,其质量为20.4g,故产率=
=
,故答案为:
;
(3)测定产品中二价铁含量,称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次,可根据消耗的高锰酸钾的量计算二价铁的量,
故答案为:称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次.
(2)①由于稀盐酸与石灰质制备二氧化碳的过程中,HCl有挥发性,为了避免挥发出的HCl干扰后续试验,故需除去,可选用饱和NaHCO3溶液,故答案为:饱和NaHCO3溶液;
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,制备产物,此过程不需要二氧化碳,需要控制左侧的物质不能进入右侧的反应装置,故硬关闭止水夹b,打开止水夹a,故答案为:b;a;
③装置D中Ca(OH)2的作用是判断装置中控器是否排尽,若产生沉淀则需要继续除空气,以免对实验造成干扰,故答案为:判断装置中控器是否排尽;
④pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH中的氨基反应,柠檬酸有强酸性和还原性,作用还有促进FeCO3溶解,防止二价铁被氧化,故答案为:H+会与NH2CH2COOH反应;bc;
⑤由于甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,故乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度,故答案为:降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度;
⑥根据原子守恒,绿矾中的铁元素为0.10mol,过程中NH4HCO3溶液过量,故根据铁原子守恒知理论上产生[(NH2 CH2COO)2 Fe0.10mol,其质量为20.4g,故产率=
实际产量 |
理论产量 |
m |
20.4 |
m |
20.4 |
(3)测定产品中二价铁含量,称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次,可根据消耗的高锰酸钾的量计算二价铁的量,
故答案为:称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次.
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