Question

3．葡萄糖酸鈣是一種可促進骨骼生長的營養物質．葡萄糖酸鈣可通過以下反應制得：
C₆H₁₂O₆（葡萄糖）+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr
2C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+CaCO₃→Ca（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鈣）+H₂O+CO₂↑
相關物質的溶解性見表：

物質名稱	葡萄糖酸鈣	葡萄糖酸	溴化鈣	氯化鈣
水中的溶解性	可溶于冷水、易溶于熱水	可溶	易溶	易溶
乙醇中的溶解性	微溶	微溶	可溶	可溶

實驗流程如下：
C₆H₁₂O₆溶液$→_{①}^{滴加3%溴水/55℃}$$→_{②}^{過量CaCO_{3}/70℃}$$→_{③}^{趁熱過濾}$$→_{④}^{乙醇}$ 懸濁液$→_{⑤}^{抽濾}$$→_{⑥}^{洗滌}$$→_{⑦}^{干燥}$ Ca（C₆H₁₁O₇）₂
請回答下列問題：
（1）第①步中溴水氧化葡萄糖時，如圖裝置最適合的是：B．

制備葡萄糖酸鈣的過程中，葡萄糖的氧化也可用其它試劑，下列物質中最適合的是C．
A．新制Cu（OH）₂懸濁液   B．酸性KMnO₄溶液  C．O₂/葡萄糖氧化酶  D．[Ag（NH₃）₂]OH溶液
（2）第②步充分反應后CaCO₃固體需有剩余，其目的是提高葡萄糖酸的轉化率，便于后續分離；本實驗中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，理由是氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應生成葡萄糖酸鈣沉淀．
（3）第③步需趁熱過濾，其原因是葡萄糖酸鈣冷卻后結晶析出，如不趁熱過濾會損失產品．
（4）第④步加入乙醇的作用是可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣析出．
（5）第⑥步中，下列洗滌劑最合適的是D．
A．冷水        B．熱水        C．乙醇      D．乙醇-水混合溶液．

Answer 1

分析 （1）反應在55℃條件下進行，需要水浴加熱，且有冷凝回流裝置；可用葡萄糖氧化酶催化作用下用氧氣氧化葡萄糖，可生成葡萄糖酸；
（2）CaCO₃固體需有剩余，可使葡萄糖酸完全反應，氯化鈣易溶于水，易引入雜質，且葡萄糖酸與氯化鈣不反應；
（3）趁熱過濾，可避免葡萄糖酸鈣的損失；
（4）由表中數據可知，葡萄糖酸鈣微溶于乙醇，可避免損失；
（5）洗滌沉淀，應避免沉淀溶解，且能將沉淀吸附物沖洗去．

解答 解：（1）反應在55℃條件下進行，需要水浴加熱，且有冷凝回流裝置，題中A缺少回流裝置，要滴加溴水，所以要有滴液漏斗，排除A，C缺少水浴加熱，只有B符合；新制Cu（OH）₂懸濁液、[Ag（NH₃）₂]OH溶液氧化性較弱，且反應需要堿性條件下進行，不利于葡萄糖的氧化，而酸性高錳酸鉀氧化性較強，不能得到葡萄糖酸，可用葡萄糖氧化酶催化作用下用氧氣氧化葡萄糖，可生成葡萄糖酸，
故答案為：B；C；
（2）可使葡萄糖酸完全轉化為葡萄糖酸鈣，則加入的碳酸鈣應過量，因鹽酸酸性比葡萄糖酸強，則加入氯化鈣與葡萄糖酸難以反應，且易引入雜質，不易分離，應用碳酸鈣，
故答案為：提高葡萄糖酸的轉化率，便于后續分離；氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應生成葡萄糖酸鈣沉淀；
（3）溫度高時，葡萄糖酸鈣的溶解度較大，趁熱過濾，可避免葡萄糖酸鈣的損失，
故答案為：葡萄糖酸鈣冷卻后結晶析出，如不趁熱過濾會損失產品；
（4）由表中數據可知，葡萄糖酸鈣微溶于乙醇，用乙醇洗滌可避免損失，有利于葡萄糖酸鈣析出，
故答案為：可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣析出；
（5）洗滌沉淀，應避免沉淀溶解，且能將沉淀吸附物沖洗去，可用乙醇-水混合溶液，如只用水，則造成葡萄糖酸鈣溶解而損失，只用乙醇，不能將雜質全被洗去，
故答案為：D．

點評 本題考查性質實驗方案的設計，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的考查，由利于培養學生的良好的科學素養，難度中等．