Question

19．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：

請回答下列問題：

（1）第①步中溴水氧化葡萄糖時，下列裝置最適合的是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，其目的是除去過量的溴水和將葡萄糖酸轉化為葡萄糖酸鈣；本實驗中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，理由是CaCl₂不易將葡萄糖酸轉化葡萄糖酸鈣，也不能除去過量酸性雜質．
（3）第③步需趁熱過濾，其原因是葡萄糖酸鈣冷卻后會結晶析出，如不趁熱過濾會損失產品．
（4）第④步加入乙醇的作用是防止溫度降低時，葡萄酸鈣析出而損失．
（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 葡萄糖溶液中加入3%溴水、溫度控制在55℃，發生的反應為CH₂OH（CHOH）₄CHO+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr，該反應中生成HBr，為防止污染大氣，應該用堿液處理HBr；然后向溶液中加入過量CaCO₃、溫度控制在70℃，發生反應2C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+CaCO₃→Ca（C₆H₁₁O₇）₂（葡萄糖酸鈣）+H₂O+CO₂↑，葡萄糖酸鈣可溶于冷水易溶于熱水，所以趁熱過濾，將未溶解的碳酸鈣除去，然后向濾液中加入乙醇，葡萄糖酸鈣微溶于乙醇，所以得到葡萄糖酸鈣懸濁液，然后抽濾得到固體，然后洗滌、干燥固體最后得到Ca（C₆H₁₁O₇）₂固體，
（1）由于實驗中需要能夠控制滴加溴和水浴加熱；由于葡萄糖是一種多羥基的醛，所以可以被弱氧化劑氧化成羧酸類，通過醛類催化氧化是最合適的；
（2）增加某一種物質的量，可以提高另一種物質的轉化率；根據強酸制備弱酸原理，氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應得到葡萄糖酸鈣；
（3）根據表格中葡萄糖酸鈣的溶解度與溫度的關系解答；
（4）葡萄糖酸鈣在乙醇中的溶解度是微溶，有利于葡萄糖酸鈣的析出；
（5）利用水可以將無機雜質溶解除掉，同時利用葡萄糖酸鈣在乙醇中的微溶，減少葡萄糖酸鈣的損失．

解答 解：（1）由于實驗中需要能夠控制滴加溴和水浴加熱，A不能控制添加溴，C沒有進行水浴加熱，故裝置B最合適，由于葡萄糖是一種多羥基的醛，所以可以被弱氧化劑氧化成羧酸類，酸性高錳酸鉀溶液可以氧化羥基，A、D會產生重金屬雜質離子，通過醛類催化氧化是最合適的，
故答案為：B；C；
（2）第②步充分反應后CaCO₃固體需有剩余，其目的是：除去過量的溴水和將葡萄糖酸轉化為葡萄糖酸鈣，根據強酸制備弱酸原理，CaCl₂不易將葡萄糖酸轉化葡萄糖酸鈣，也不能除去過量酸性雜質，
故答案為：除去過量的溴水和將葡萄糖酸轉化為葡萄糖酸鈣；  CaCl₂不易將葡萄糖酸轉化葡萄糖酸鈣，也不能除去過量酸性雜質；
（3）葡萄糖酸鈣冷卻后會結晶析出，如不趁熱過濾會損失產品，
故答案為：防止溫度降低時，葡萄酸鈣析出而損失；
（4）葡萄糖酸鈣在乙醇中的溶解度是微溶，可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣的析出，
故答案為：可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣的析出；
（5）利用水可以將無機雜質溶解除掉，同時利用葡萄糖酸鈣在乙醇中的微溶，減少葡萄糖酸鈣的損失，
故選：D．

點評 本題考查物質制備，涉及對工藝流程的理解、對裝置于操作的分析與評價、物質的量分離提純等，操作考查學生對知識的遷移應用，題目體現化學再生活、生產中應用，難度中等．