题目内容

17．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：
 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，有强酸性和还原性 易溶于水，难溶于乙醇
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-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：铁粉的作用是防止二价铁被氧化；生成沉淀的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
（2）实验II中：
①装置B中试剂为饱和NaHCO3溶液．
②当C中空气排净后，应停止滴加盐酸，打开止水夹b，关闭止水夹a
③装置D中Ca（OH）2的作用是判断装置中控器是否排尽．
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 5686．
pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH反应；柠檬酸的作用还有bc（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乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度，提高产率和纯度．
⑥若产品的质量为m g，则产率为$\frac{m}{20.4}$×100%．
（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）：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．
（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、NaC1O或H2 O2定量快速氧化．）

分析 （1）二价铁具有较强的还原性，在制备碳酸亚铁的过程中，要防止二价铁被氧化，二价铁离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸铁沉淀；
（2）①防止挥发的HCl干扰后面的实验，故需除去，可选用饱和NaHCO3溶液；
②当C中空气排净后，应停止滴加盐酸，制备产物，故硬关闭止水夹b，打开止水夹a；
③装置D中Ca（OH）2的作用是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；
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；  
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，故根据铁原子守恒计算，产率=$\frac{实际产量}{理论产量}×100%$；
（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．

解答 解：（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=$\frac{实际产量}{理论产量}×100%$=$\frac{m}{20.4}×100%$，故答案为：$\frac{m}{20.4}×100%$；
（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．

点评 本题考查实验制备方案，涉及化学反应基本原理、对操作的分析评价、物质分离提纯、氧化还原反应滴定应用等，明确原理是解题关键，是对学生综合能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．下列实验对应的现象与结论均正确的是（　　）
选项实验解释或结论
A用洁净的Pt蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色该溶液中一定含有Na+，无k+
B用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧CO2、H2O与Na2O2反应是放热反应
C向溴水中滴入植物油，振荡后，油层显无色溴不溶于油脂
D将硫酸酸化的H2O2滴入Fe（NO3）2溶液，溶液变黄色H2O2的氧化性比Fe3+强
A．AB．BC．CD．D
11．25℃时，下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．0.1 mol•L-1 CH3COONa溶液与0.1 mol•L-1 CaCl2溶液等体积混合：c（Na+）+2c（Ca2+）=c（CH3COO-）+c（CH3COOH）+c（Cl-）
B．浓度均为0.1 mol•L-1的小苏打溶液与烧碱溶液等体积混合：c（OH-）-c（H+）=c（HCO3-）+c（H2CO3）
C．pH相同的氨水、KOH溶液、Ba（OH）2溶液中：c（NH4+）=c（K+）=2c（Ba2+）
D．常温下，0.2 mol•L-1 NH4NO3溶液与0.1 mol•L-1 NaOH溶液等体积混合，所得pH=9.6的溶液中：c（NO3-）＞c（Na+）＞c（NH4+）＞c（NH3•H2O）＞c（OH-）＞c（H+）
5．对于反应2SO2+O2?2SO3．下列说法错误 的是（　　）
A．使用合适的催化剂可以加快反应速率
B．增大O2的浓度可使SO3的浓度减小
C．降低温度可以减小反应速率
D．增大SO2的浓度可以增大反应速率
12．W，X，Y，Z为短周期内除稀有气体元素外的4种元素，它们的原子序数依次增大，其中只有Y为金属元素，Y的最外层电子数和W相等，Y，Z两元素原子的质子数之和为W，X两元素质子数之和的3倍，由此可知：
（1）W为H、X为O、Y为Na、Z为S：
（2）它们之间可以组成的酸有H2S、H2SO3、H2SO4．
（3）它们之间可以组成的盐有Na2S、NaHS、Na2SO3、NaHSO3、Na2SO4、NaHSO4、Na2S2O3．
2．非布索坦（结构9）是一种用于治疗痛风的药物，它的一种合成路线如下：

（1）有机物3中含有的官能团有醛基、醚键、溴原子（填名称），4→5的反应类型是消去反应．
（2）写出有机物6的分子式为C11H14ONBrS，8的结构简式．
（3）写出2→3的化学方程式．
（4）有机物2的同分异构体有很多，同时满足下列三个条件的有16种，其中核磁共振氢谱显示的峰面积比为1：2：2：6：3的结构简式为．
①能发生银镜反应；
②水解产物之一遇FeCl3溶液显紫色；
③分子中除苯环外不含其它环状结构，且苯环上有四个侧链．
（5）有机物1还可以转化为有机物10，合成路线流程图如下：

①反应一的化学方程式为+Na2CO3→+NaHCO3，其目的是保护酚羟基，防止为氧化．
②有机物10可以生成链状高聚酯，若该聚酯的相对分子质量为15000，则平均聚合度n=125．
9．下列能与氨基酸反应的是（　　）
①NaOH ②NaHCO3③Al④苯⑤Na2SO4⑥NH3⑦HCl⑧甲烷．
A．①②⑤⑥⑦B．①②③⑥⑦C．①④⑤⑥⑦D．①②⑥⑦⑧
6．以下说理不严谨的是（　　）
A．二氯甲烷只有一种，说明甲烷分子是立体结构
B．2-丁烯四个碳原子共平面，说明乙烯分子是平面结构
C．苯乙炔分子中所有原子共平面，说明乙炔分子中原子在一条直线上
D．邻二甲苯只有一种，说明苯分子中不存在单双键交替的碳碳键．
7．下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述不正确的是（　　）
A．该溶液与K+、NO3-、OH-可以大量共存
B．该溶液显碱性的原因为ClO-+H2O?HClO+OH-
C．向该溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+═Cl-+2Fe3++H2O
D．向该溶液中加入浓盐酸，每产生1molCl2，转移电子约为6.02×1023个

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