Question

8．葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營養(yǎng)物質(zhì)．葡萄糖酸鈣可通過以下反應(yīng)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(guān)物質(zhì)的溶解性見表：

物質(zhì)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(shí)驗(yàn)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(qǐng)回答下列問題：
（1）第①步中溴水氧化葡萄糖時(shí)，如圖裝置最合適的是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(zhì)中最適合的是C．
A．新制CuOH₂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(yīng)后CaCO₃固體需有剩余，其目的是提高葡萄糖的轉(zhuǎn)化率；本實(shí)驗(yàn)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(yīng)得到葡萄糖酸鈣．
（3）第③步需趁熱過濾，其原因是葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié)晶，如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品．
（4）第④步加入乙醇的作用是可降低葡萄糖酸鈣在溶液中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣的析出．
（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 葡萄糖溶液中加入3%溴水、溫度控制在55℃，溫度小于100℃，應(yīng)該用水浴加熱，且溫度計(jì)測(cè)量水浴溫度；發(fā)生的反應(yīng)為CH₂OH（CHOH）₄CHO+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr，該反應(yīng)中生成HBr，為防止污染大氣，應(yīng)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(fā)生反應(yīng)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?yàn)V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(shí)驗(yàn)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(zhì)的量，可以提高另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；符合強(qiáng)酸制備弱酸原理，氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣；
（3）根據(jù)表格中葡萄糖酸鈣的溶解度與溫度的關(guān)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(jī)雜質(zhì)溶解除掉，同時(shí)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：葡萄糖溶液中加入3%溴水、溫度控制在55℃，溫度小于100℃，應(yīng)該用水浴加熱，且溫度計(jì)測(cè)量水浴溫度；發(fā)生的反應(yīng)為CH₂OH（CHOH）₄CHO+Br₂+H₂O→C₆H₁₂O₇（葡萄糖酸）+2HBr，該反應(yīng)中生成HBr，為防止污染大氣，應(yīng)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(fā)生反應(yīng)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?yàn)V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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(huì)產(chǎn)生重金屬雜質(zhì)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(yīng)后CaCO₃固體需有剩余，其目的是：提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率，符合強(qiáng)酸制備弱酸原理，氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣，宜用CaCl₂替代CaCO₃，
故答案為：提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率；氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣；
（3）葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品，
故答案為：葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié)晶析出，如不趁熱過濾會(huì)損失產(chǎn)品；
（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(jī)雜質(zhì)溶解除掉，同時(shí)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(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，涉及對(duì)工藝流程的理解、對(duì)裝置于操作的分析與評(píng)價(jià)、物質(zhì)的量分離提純等，操作考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移應(yīng)用，題目體現(xiàn)化學(xué)再生活、生產(chǎn)中應(yīng)用，難度中等．