Question

葡萄糖酸鋅[(C₆H₁₁O₆O)₂Zn]是一種營養鋅強化劑，對嬰兒及青少年的智力和身體發育有重要作用。工業上通過如下兩步制備：

（1）步驟一：充分反應后，過濾除去CaSO₄沉淀。設計一個簡單的實驗，檢驗產物葡萄糖酸溶液中是否含有SO₄^2—：     。
（2）步驟二：將葡萄糖酸溶液與ZnO混合，使其充分反應后，繼續加入葡萄糖酸溶液至pH為5.8，其目的是     ，下列物質可替代ZnO的是     (填字母)。
a．NH₃·H₂O        b．Zn(OH)₂          c．NaOH         d．ZnSO₄
（3）將最后所得溶液濃縮至原來體積的，加入適量無水乙醇，放置8h以上，經結晶、分離、干燥獲得葡萄糖酸鋅晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是     。
（4）下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L^－1計算)。

金屬離子	開始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe3＋	1. 1	3. 2
Fe2＋	5. 8	8. 8
Cu2＋	5. 2	6. 4

 
某研究性學習小組欲用粗制硫酸鋅溶液（其中含有Fe²⁺、Cu²⁺等）制備出活性ZnO，然后再合成葡萄糖酸鋅。實驗室制備活性ZnO的步驟如下：
①取樣，加入適量的KMnO₄溶液，微熱，調節溶液pH至     （填寫范圍），除去溶液中Fe元素。
②加入     ，過濾，向濾渣中加入適量稀硫酸，繼續過濾，將兩次濾液合并得較高純度的硫酸鋅溶液。
③將純堿慢慢加入上述硫酸鋅溶液中，得堿式碳酸鋅[其化學式為Zn₂(OH)₂CO₃]，同時有無色氣體產生。寫出該反應的離子方程式：     。
④過濾、洗滌，將沉淀灼燒得活性氧化鋅。其中灼燒需要的主要儀器有：酒精燈、玻璃棒、三腳架、泥三角、     等。

Answer 1

（1）取少量溶液于試管，滴加BaCl₂溶液，若產生白色沉淀，則說明含有SO₄^2—；反之說明不含SO₄^2—
（2）抑制Zn²⁺的水解    b
（3）降低葡萄糖酸鋅的溶解度，有利于其結晶析出
（4）①3.2~5.2
②過量的鋅粉
③2CO₃^2—+2Zn²⁺+H₂O= Zn₂(OH)₂CO₃↓+CO₂↑
④坩堝、坩堝鉗

試題分析：檢驗SO₄^2—一般用鹽酸和BaCl₂溶液，要有取樣、操作、現象、結論等步驟；（2）溶液酸性可以抑制Zn²⁺的水解；氧化鋅與葡萄糖酸電離出氫離子反應，促進平衡正向移動，其它能與氫離子反應，不溶解于水、同時不產生新雜質的均可，如Zn(OH)₂、ZnCO₃等；（3）電解質一般不易溶解于有機溶劑，加入酒精能降低葡萄糖酸鋅的溶解度，有利于其結晶析出；（4）①加入適量的KMnO₄溶液把Fe^2＋氧化為Fe^3＋，調節pH讓Fe^3＋沉淀完全，但不能Cu^2＋使沉淀，故范圍為3.2~5.2；②加入過量鋅除去Cu^2＋；④灼燒固體應做坩堝中，還需要坩堝鉗。