Question

【題目】無水MgBr2可用作催化劑，實驗室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2,裝置如圖所示(夾持裝置省略)。

已知:①Mg和Br2劇烈反應(yīng)，放出大量的熱; MgBr2 具有強(qiáng)吸水性;

②MgBr2 + 3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5。

實驗主要步驟如下:

步驟1:三頸燒瓶中裝人10 g鎂屑(鎂帶打磨光亮后剪碎)和

150 mL無水乙醚;儀器B中加入15 mL液溴，連接裝置;，

步驟2:打開止水夾，緩慢通人干燥的氮氣，直至溴完全導(dǎo)入三頸燒瓶中;

步驟3:反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫，過濾除去鎂，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0°C，析出.晶體，過濾得三乙醚合溴化鎂粗產(chǎn)品;

步驟4:用苯洗滌粗產(chǎn)品，減壓過濾，得三乙醚合溴化鎂，將其加熱至1609°C分解得無水MgBr2。

回答下列問題:

（1）MgBr2 的形成過程可用電子式表示為_____________

（2）儀器A的作用是_______;儀器B的名稱是___________.實驗前儀器A、B和三頸燒瓶內(nèi)壁均需保持干燥，原因是__________________

（3）實驗中,______________(填“能”或“不能”)用干燥空氣代替干燥氮氣,理由是___________。

（4）若去除冰水浴，三頸燒瓶中生成MgBr2的同時，可能會生成少量雜質(zhì)X, 1 mol X含50 mol e-,其化學(xué)式為______________________________________________。

（5）步驟4采用減壓過濾(降低容器內(nèi)壓強(qiáng)，使固液快速分離)，下列裝置可用作減壓過濾的是________________________(填序號)。

（6）為測定產(chǎn)品的純度(假定雜質(zhì)不參與反應(yīng))，可用EDTA (簡寫為Y4-，無色)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以絡(luò)黑T為指示劑(pH=6.3~11.6時顯藍(lán)色,pH>11.6時顯橙色)。已知: Mg2+與絡(luò)黑T形成的配合物(Mg2+_絡(luò)黑T)呈酒紅色，Mg2+與Y4-形成的MgY2-為無色;在pH約為9的緩沖溶液中滴定，反應(yīng)的離子方程式可簡單表示為: Mg2+ + Y4-=MgY2-, Mg2+-絡(luò)黑 T+Y4- =MgY2- +絡(luò)黑T。

①判斷滴定終點的現(xiàn)象為__________________.

②測定前，先稱取0.2500g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，加人2滴絡(luò)黑T試液作指示劑，用0. 0500 mol·L-1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，重復(fù)三次滴定，平均消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26. 60 mL,則測得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是___________________.

Answer 1

【答案】 冷凝回流乙醚和溴蒸氣 錐形瓶 MgBr2具有強(qiáng)吸水性，需要整個裝置保持干燥 不能 鎂屑與氧氣反應(yīng)生成MgO保護(hù)膜，產(chǎn)生雜質(zhì)且阻礙Mg和Br2反應(yīng) Mg3N2 bc 當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏?/span>EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液時，溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色保持不變 97.89%

【解析】

本實驗要制備無水溴化鎂，根據(jù)題目信息可知鎂和溴會劇烈反應(yīng)，并放出大量的熱，而整個裝置為密閉體系，所以通入的溴不能太快，以防劇烈反應(yīng)發(fā)生爆炸，所以干燥的氮氣要緩慢通入，且B裝置中氮氣要長進(jìn)短出；溴化鎂具有強(qiáng)吸水性，所以整個裝置要處于無水環(huán)境，需要裝置干燥管防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入；反應(yīng)中會放出大量熱，為了減少因原料揮發(fā)造成的損耗，需要用球形冷凝管冷凝回流藥品。

(1)溴化鎂形成過程中鎂原子失去兩個電子，兩個溴原子分別得到一個電子形成溴離子，然后兩個溴離子與鎂離子結(jié)合生成溴化鎂，用電子式表示為：；

(2)裝置A為球形冷凝管，溴和乙醚容易揮發(fā)，球形冷凝管可以冷凝回流乙醚和溴蒸氣；根據(jù)B的結(jié)構(gòu)可知其為錐形瓶；根據(jù)題目信息可知MgBr2具有強(qiáng)吸水性，需要整個裝置保持干燥；

(3)本實驗要用鎂屑和液溴反應(yīng)生成溴化鎂，所以裝置中不能有能與鎂反應(yīng)的氣體，例如氧氣，用干燥的空氣代替干燥的氮氣，鎂屑與氧氣反應(yīng)生成MgO保護(hù)膜，產(chǎn)生雜質(zhì)且阻礙Mg和Br2反應(yīng)；

(4)根據(jù)元素守恒可知該雜質(zhì)應(yīng)為Mg元素和N元素形成的物質(zhì)，再結(jié)合1mol該物質(zhì)含有50mol電子可知該物質(zhì)應(yīng)為Mg3N2；

(5)減壓過濾過程中需要抽濾瓶中形成負(fù)壓，所以可以用作減壓過濾的裝置為bc；

(6)①根據(jù)滴定原理，加入指示劑后，Mg2+與絡(luò)黑T形成的配合物(Mg2+-絡(luò)黑T)，此時溶液為呈酒紅色，滴定過程中發(fā)生反應(yīng)Mg2+-絡(luò)黑 T+Y4- =MgY2- +絡(luò)黑T，滴定終點由于pH=9，溶液顯示鉻黑T的藍(lán)色，故終點現(xiàn)象為：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏?/span>EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液時，溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色保持不變；

②依據(jù)方程式Mg2++Y4-═MgY2-分析，溴化鎂的物質(zhì)的量=0.0500mol/L×0.02660L=0.00133mol，則溴化鎂的質(zhì)量為0.00133mol×184g/mol=0.24472g，溴化鎂的產(chǎn)品的純度=×100%=97.89%。