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【题目】实验室以绿矾(FeSO47H2O)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1.1molL﹣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

5686.

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m g,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、NaC1O或H2 O2定量快速氧化.)

【答案】
(1)防止二价铁被氧化;Fe2++2HCO3=FeCO3↓+CO2↑+H2O
(2)饱和NaHCO3溶液;b;a;判断装置中控器是否排尽;H+会与NH2CH2COOH反应;bc;降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度; ×100%
(3)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
【解析】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,所以答案是: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,所以答案是: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,所以答案是: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,所以答案是: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,所以答案是: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,所以答案是: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,故根据铁原子守恒知理论上产生[(NH2 CH2COO)2 Fe0.10mol,其质量为20.4g,故产率= = ,所以答案是: ;(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,所以答案是: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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下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中H2与N2的物质的量之比(设为n)对该平衡的影响

①已知图甲中0~t1 min内,v(H2)=0.03molL﹣1min﹣1 , 则t1=;若从t2 min起仅改变一个反应条件,则所改变的条件可能是(填一种即可);图乙中,b点时n=
②已知某温度下该反应的K=10,该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1molL﹣1 , c(N2)=0.5molL﹣1 , c(NH3)=0.1molL﹣1 , 则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”).
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