Question

8．葡萄糖酸鋅（M=455g•mol^-1）是近年來開發的一種補鋅食品添加劑．葡萄糖酸鋅為白色結晶性粉末，可溶于水，易溶于熱水，不溶于無水乙醇、氯仿和乙醚，140℃-150℃開始分解．可采用直接合成法，其反應：Ca（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鈣）+ZnSO₄═Zn（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鋅）+CaSO₄，其實驗流程為：

試回答下列問題：
（1）制備葡萄糖酸鋅時，可否用氯化鋅代替硫酸鋅？否，原因為氯化鈣易溶于水，不符合復分解反應的條件．
（2）在“反應”時須控溫90℃，可以采用加熱方式為水浴加熱；反應控溫在90℃的原因為反應的溫度過低，反應速率慢，溫度過高，葡萄酸鋅容易分解．
（3）在“冷卻濾液”時添加95%乙醇的目的為降低葡萄酸鋅的溶解度，便于析出．
（4）粗產品的提純方法為重結晶，選擇的試劑及添加順序都正確的是D
A.95%乙醇、冷水
B．冷水、95%乙醇
C.95%乙醇、90℃熱水；
D.90℃熱水、95%乙醇
（5）提純后的產品可以以鉻黑T（BET）為指示劑，用EDTA進行測定，其原理如下：
Zn²⁺與RET作用形成酒紅色微粒Zn-RET，由于EDTA與Zn²⁺結合能力更強，故發如下反應：Zn-RET（酒紅色）+EDTA（無色）═Zn-EDTA（無色）+BET（純藍色）．
其步驟如下：
步驟1：取mg產品溶于水配成100mL溶液，取25.00mL置于錐形瓶中，在溶液中加入少量RET作指示劑．
步驟2：在25.00mL溶液中加入c mol．L^-1EDTA  VmL（過量）
步驟3：用c1mol．L^-1鋅標準溶液進行滴定至終點，消耗鋅標準溶液V₁mL．
①步驟2中，如何判斷EDTA溶液已加過量？溶液顯純藍色．
②滴定終點判斷依據為溶液恰好變為酒紅色，且保持半分鐘不變色．
③該產品的純度為$\frac{182（cV-{c}_{1}{V}_{1}）}{m}$%．

Answer 1

分析 葡萄糖酸鈣與硫酸鋅溶液混合，由于硫酸鈣溶解度較小，所以可以生成硫酸鈣沉淀和葡萄糖酸鋅溶液，過濾，在濾液中加入活性碳，脫色，趁熱過濾，在濾液中加入乙醇，冷卻，葡萄糖酸鋅晶體析出，提純得葡萄糖酸鋅，
（1）制備葡萄糖酸鋅時發生的是復分解反應，氯化鈣易溶于水，據此答題；
（2）控溫90℃可以用水浴加熱，根據影響反應速率和葡萄酸鋅的穩定性確定反應的溫度；
（3）葡萄糖酸鋅可溶于水，不溶于無水乙醇，據此判斷；
（4）由于葡萄糖酸鋅易溶于熱水，不溶于無水乙醇，所以粗產品的提純方法為重結晶，先用熱水溶解，再用95%乙醇洗滌，使葡萄糖酸鋅析出；
（5）①根據反應：Zn-RET（酒紅色）+EDTA（無色）═Zn-EDTA（無色）+BET（純藍色），當EDTA過量時，溶液顯純藍色；
②用鋅標準溶液進行滴定至終點時，溶液會由純藍色變為酒紅色；
③由題意可知，與EDTA反應的鋅標準溶液中鋅的物質的量為c₁V₁×10^-3mol，所以用去的EDTA的物質的量為c₁V₁×10^-3mol，與葡萄糖酸鋅反應的EDTA的物質的量為cV×10^-3mol-c₁V₁×10^-3mol，可計算得樣品中葡萄糖酸鋅的物質的量為$\frac{100}{25}$×（cV×10^-3mol-c₁V₁×10^-3mol），據此計算產品的純度；

解答 解：葡萄糖酸鈣與硫酸鋅溶液混合，由于硫酸鈣溶解度較小，所以可以生成硫酸鈣沉淀和葡萄糖酸鋅溶液，過濾，在濾液中加入活性碳，脫色，趁熱過濾，在濾液中加入乙醇，冷卻，葡萄糖酸鋅晶體析出，提純得葡萄糖酸鋅，
（1）制備葡萄糖酸鋅時發生的是復分解反應，氯化鈣易溶于水，不符合復分解反應的條件，所以不可用氯化鋅代替硫酸鋅，
故答案為：否；氯化鈣易溶于水，不符合復分解反應的條件；
（2）控溫90℃可以用水浴加熱，反應的溫度過低，反應速率慢，溫度過高，葡萄酸鋅容易分解，所以反應控溫在90℃較好，
故答案為：水浴加熱；反應的溫度過低，反應速率慢，溫度過高，葡萄酸鋅容易分解；
（3）葡萄糖酸鋅可溶于水，不溶于無水乙醇，所以在“冷卻濾液”時添加95%乙醇的目的是降低葡萄酸鋅的溶解度，便于析出，
故答案為：降低葡萄酸鋅的溶解度，便于析出；
（4）由于葡萄糖酸鋅易溶于熱水，不溶于無水乙醇，所以粗產品的提純方法為重結晶，先用熱水溶解，再用95%乙醇洗滌，使葡萄糖酸鋅析出，故選D，
故答案：重結晶；D；
（5）①根據反應：Zn-RET（酒紅色）+EDTA（無色）═Zn-EDTA（無色）+BET（純藍色），當EDTA過量時，溶液顯純藍色，
故答案為：溶液顯純藍色；
②用鋅標準溶液進行滴定至終點時，溶液會由純藍色變為酒紅色，所以滴定終點判斷依據為溶液恰好變為酒紅色，且保持半分鐘不變色，
故答案為：溶液恰好變為酒紅色，且保持半分鐘不變色；
③由題意可知，與EDTA反應的鋅標準溶液中鋅的物質的量為c₁V₁×10^-3mol，所以用去的EDTA的物質的量為c₁V₁×10^-3mol，與葡萄糖酸鋅反應的EDTA的物質的量為cV×10^-3mol-c₁V₁×10^-3mol，可計算得樣品中葡萄糖酸鋅的物質的量為$\frac{100}{25}$×（cV×10^-3mol-c₁V₁×10^-3mol），所以產品的純度為$\frac{（cV×1{0}^{-3}-c1V1×1{0}^{-3}）×\frac{100}{25}×455}{m}$×100%=$\frac{182（cV-{c}_{1}{V}_{1}）}{m}$%，
故答案為：$\frac{182（cV-{c}_{1}{V}_{1}）}{m}$%．

點評 本題側重于物質的制備、分離和提純的考查，著重于學生的分析能力和實驗能力及計算能力的考查，由于培養學生的良好的科學素養，難度中等．