Question

【題目】四溴化乙炔(CHBr2-CHBr2)是一種無色液體,常用于合成季銨化合物.某同學(xué)在實驗室模仿工業(yè)生產(chǎn),以電石(主要成分CaC2,少量CaS,Ca3P2,Ca3As2等)和Br2等為原料制備少量四溴化乙炔,實驗裝置(夾持裝置已省略)如圖所示.已知:四溴化乙炔的熔點(diǎn)為1℃,沸點(diǎn)為244℃,密度為2.967g·cm-3,難溶于水.回答下列問題:

(1)裝置Ⅰ中CaC2與水反應(yīng)生成乙炔(C2H2)和氫氧化鈣,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________;該反應(yīng)劇烈,為了得到平緩的C2H2氣流,可采取的措施是____________(任寫一條).

(2)裝置Ⅱ的目的是_________________________________________

(3)裝置Ⅲ中在液溴液面上加入一層水的目的是__________________________;裝置Ⅲ中表明已反應(yīng)完成的現(xiàn)象是______________________________________________________;已知裝置Ⅲ反應(yīng)后的體系含有多種物質(zhì),簡述獲得純凈四溴化乙炔的操作:________________________________________________

(4)裝置Ⅳ的目的是除去未反應(yīng)的乙炔.在堿性條件下,KMnO4與C2H2反應(yīng)生成碳酸鹽和MnO2,則該反應(yīng)中參與反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為____________。

(5)實際工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物Ca(OH)2,用于制備漂白粉，寫出制備漂白粉的化學(xué)方程式: _____________________________________________

Answer 1

【答案】CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑ 逐滴加入水 除去H2S,PH3及AsH3雜質(zhì) 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> 依次用稀的碳酸鈉溶液和水洗滌反應(yīng)后的混合液靜置分液,干燥有機(jī)相,然后蒸餾,收集244℃餾分。 10:3 2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

【解析】

本實驗為制備少量四溴化乙炔，裝置Ⅰ中電石和水反應(yīng)生成乙炔和氫氧化鈣，因為電石主要成分CaC2，含有少量CaS，Ca3P2，Ca3As2等，所以得到的乙炔中含有含有少量的H2S、PH3、AsH3還原性氣體，通過裝置Ⅱ中的硫酸銅溶液可生成CuS、Cu和H2SO4、H3PO4、H3AsO4，從而除去H2S、PH3、AsH3，再通過裝置Ⅲ，液溴和乙炔反應(yīng)制得四溴化乙炔，裝置Ⅳ為尾氣吸收裝置，據(jù)此分析解答。

(1)裝置Ⅰ中CaC2與水反應(yīng)生成乙炔(C2H2)和氫氧化鈣，化學(xué)反應(yīng)方程式為CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑，可通過逐滴加入水，控制反應(yīng)速率，從而得到平緩的C2H2氣流；

(2)因為電石主要成分CaC2，含有少量CaS，Ca3P2，Ca3As2等，所以得到的乙炔中含有含有少量的H2S、PH3、AsH3還原性氣體，通過裝置Ⅱ中的硫酸銅溶液可生成CuS、Cu和H2SO4、H3PO4、H3AsO4，從而除去H2S、PH3、AsH3；

(3)由于液溴易揮發(fā)，因此裝置Ⅲ中在液溴液面上加入一層水的目的是水封，減少液溴的揮發(fā)，裝置Ⅲ中表明已反應(yīng)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，已知四溴化乙炔的熔點(diǎn)為1℃，沸點(diǎn)為244℃，密度為2.967g·cm-3，難溶于水，所以獲得純凈四溴化乙炔的操作為：依次用稀的碳酸鈉溶液和水洗滌反應(yīng)后的混合液靜置分液，干燥有機(jī)相，然后蒸餾，收集244℃餾分；

(4)裝置Ⅳ的目的是除去未反應(yīng)的乙炔，在堿性條件下，KMnO4與C2H2反應(yīng)生成碳酸鹽和MnO2，KMnO4中的Mn元素的化合價由+7價降低至+4價，作氧化劑，則1molKMnO4轉(zhuǎn)移3mol電子，C2H2中C元素的化合價由-1價升高至+4價，作還原劑，則1molC2H2轉(zhuǎn)移10mol電子，根據(jù)得失電子守恒可知該反應(yīng)中參與反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為10：3；

(5)工業(yè)上用Cl2和氫氧化鈣制取漂白粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O。