葡萄糖酸锌[(C6H11O6O)2Zn]是一种营养锌强化剂,对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要作用。工业上通过如下两步制备:
(1)步骤一:充分反应后,过滤除去CaSO4沉淀。设计一个简单的实验,检验产物葡萄糖酸溶液中是否含有SO42—: 。
(2)步骤二:将葡萄糖酸溶液与ZnO混合,使其充分反应后,继续加入葡萄糖酸溶液至pH为5.8,其目的是 ,下列物质可替代ZnO的是 (填字母)。
a.NH3·H2O b.Zn(OH)2 c.NaOH d.ZnSO4
(3)将最后所得溶液浓缩至原来体积的,加入适量无水乙醇,放置8h以上,经结晶、分离、干燥获得葡萄糖酸锌晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。
(4)下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1. 1 | 3. 2 |
Fe2+ | 5. 8 | 8. 8 |
Cu2+ | 5. 2 | 6. 4 |
某研究性学习小组欲用粗制硫酸锌溶液(其中含有Fe2+、Cu2+等)制备出活性ZnO,然后再合成葡萄糖酸锌。实验室制备活性ZnO的步骤如下:
①取样,加入适量的KMnO4溶液,微热,调节溶液pH至 (填写范围),除去溶液中Fe元素。
②加入 ,过滤,向滤渣中加入适量稀硫酸,继续过滤,将两次滤液合并得较高纯度的硫酸锌溶液。
③将纯碱慢慢加入上述硫酸锌溶液中,得碱式碳酸锌[其化学式为Zn2(OH)2CO3],同时有无色气体产生。写出该反应的离子方程式: 。
④过滤、洗涤,将沉淀灼烧得活性氧化锌。其中灼烧需要的主要仪器有:酒精灯、玻璃棒、三脚架、泥三角、 等。
(1)取少量溶液于试管,滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明含有SO42—;反之说明不含SO42—
(2)抑制Zn2+的水解 b
(3)降低葡萄糖酸锌的溶解度,有利于其结晶析出
(4)①3.2~5.2
②过量的锌粉
③2CO32—+2Zn2++H2O= Zn2(OH)2CO3↓+CO2↑
④坩埚、坩埚钳
题目分析:检验SO42—一般用盐酸和BaCl2溶液,要有取样、操作、现象、结论等步骤;(2)溶液酸性可以抑制Zn2+的水解;氧化锌与葡萄糖酸电离出氢离子反应,促进平衡正向移动,其它能与氢离子反应,不溶解于水、同时不产生新杂质的均可,如Zn(OH)2、ZnCO3等;(3)电解质一般不易溶解于有机溶剂,加入酒精能降低葡萄糖酸锌的溶解度,有利于其结晶析出;(4)①加入适量的KMnO4溶液把Fe2+氧化为Fe3+,调节pH让Fe3+沉淀完全,但不能Cu2+使沉淀,故范围为3.2~5.2;②加入过量锌除去Cu2+;④灼烧固体应做坩埚中,还需要坩埚钳。