Question

【題目】四溴乙烷(CHBr2-CHBr2)是一種無色透明液體，密度2.967 g/mL，難溶于水，沸點(diǎn)244 ℃，可用作制造塑料的有效催化劑等。用電石(主要成分CaC2，少量CaS、Ca3P2、Ca3As2等)和Br2等為原料制備少量四溴乙烷的裝置(夾持裝置已省略)如圖所示。

(1)裝置A中CaC2能與水劇烈發(fā)生反應(yīng)：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑。為了得到平緩的C2H2氣流，除可用飽和食鹽水代替水外，還可采取的措施是________。

(2)裝置B可除去H2S、PH3及AsH3，其中除去PH3的化學(xué)方程式為________(生成銅、硫酸和磷酸)。

(3)裝置C中在液溴液面上加入一層水的目的是________；裝置C中反應(yīng)已完成的現(xiàn)象是________；從裝置C反應(yīng)后的體系得到并純化產(chǎn)品，需要進(jìn)行的操作有________。

(4)一種制備Ca10(PO4)6(OH)2的原理為10Ca(OH)2+6H3PO4=Ca10(PO4)6(OH)2↓+18H2O。請?jiān)O(shè)計(jì)用裝置A得到的石灰乳等為原料制備Ca10(PO4)6(OH)2的實(shí)驗(yàn)方案：向燒杯中加入0.25 L含0.5 mol/LCa(OH)2的石灰乳，________，在100 ℃烘箱中烘干1 h。

已知：

① Ca10(PO4)6(OH)2中比理論值為1.67。影響產(chǎn)品比的主要因素有反應(yīng)物投料比及反應(yīng)液pH。

②在95 ℃，pH對比的影響如圖所示。

③實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：含0.5mol/LCa(OH)2的石灰乳、0.3mol/L磷酸及蒸餾水。

Answer 1

【答案】逐滴加入(飽和食鹽)水 4CuSO4+PH3+4H2O=4Cu↓+H3PO4+4H2SO4 水封，減少液溴的揮發(fā) 上下兩層液體均變?yōu)闊o色透明且?guī)缀醪辉傥�收乙炔�?/span> 分液，有機(jī)相干燥后蒸餾，收集244 ℃餾分 在分液漏斗中加入0.25 L 0.3 mol/L磷酸，將石灰乳加熱到95 ℃，在不斷攪拌下，先快速滴加磷酸，然后慢慢滴加，不時(shí)滴加蒸餾水以補(bǔ)充蒸發(fā)掉的水分，直到磷酸全部滴完，調(diào)節(jié)并控制溶液pH 8～9，再充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間、靜置，過濾、水洗

【解析】

電石（主要成分CaC2，少量CaS、Ca3P2、Ca3As2等）與水在A中反應(yīng)生成乙炔，同時(shí)生成H2S、PH3及AsH3，通入B，硫酸銅可除去H2S、PH3及AsH3，在C中與溴反應(yīng)生成四溴乙烷，高錳酸鉀用于氧化乙炔，據(jù)此解答。

(1)為了得到平緩的C2H2氣流，除可用飽和食鹽水代替水外，還可逐滴加入(飽和食鹽)水，以控制反應(yīng)速率；

(2)PH3與硫酸銅反應(yīng)生成Cu和磷酸，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的方程式為4CuSO4+PH3+4H2O═4Cu↓+H3PO4+4H2SO4；

(3)裝置C中在液溴液面上加入一層水的目的是水封，防止溴揮發(fā)，裝置C中反應(yīng)已完成的現(xiàn)象是上下兩層液體均變?yōu)闊o色透明且?guī)缀醪辉傥�收乙炔氣；從裝置C反應(yīng)后的體系得到并純化產(chǎn)品，需要進(jìn)行的操作有分液，有機(jī)相干燥后蒸餾，收集244℃餾分；

(4)Ca(OH)2的物質(zhì)的量為0.125mol，制備Ca10(PO4)6(OH)2，應(yīng)需要0.075mol磷酸，則可在分液漏斗中加入0.25 L 0.3mol/L磷酸，將石灰乳加熱到95℃，在不斷攪拌下，先快速滴加磷酸，然后慢慢滴加，不時(shí)滴加蒸餾水以補(bǔ)充蒸發(fā)掉的水分，直到磷酸全部滴完，調(diào)節(jié)并控制溶液pH 8～9，再充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間、靜置，過濾、水洗。