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能與水劇烈發生反應：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中反應已完成的現象是________；從裝置C反應后的體系得到并純化產品，需要進行的操作有________。

(4)一種制備Ca10(PO4)6(OH)2的原理為10Ca(OH)2+6H3PO4=Ca10(PO4)6(OH)2↓+18H2O。請設計用裝置A得到的石灰乳等為原料制備Ca10(PO4)6(OH)2的實驗方案：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。影響產品比的主要因素有反應物投料比及反應液pH。

②在95 ℃，pH對比的影響如圖所示。

③實驗中須使用的試劑：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 上下兩層液體均變為無色透明且幾乎不再吸收乙炔氣 分液，有機相干燥后蒸餾，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，不時滴加蒸餾水以補充蒸發掉的水分，直到磷酸全部滴完，調節并控制溶液pH 8～9，再充分攪拌一段時間、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中反應生成乙炔，同時生成H2S、PH3及AsH3，通入B，硫酸銅可除去H2S、PH3及AsH3，在C中與溴反應生成四溴乙烷，高錳酸鉀用于氧化乙炔，據此解答。

(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，以控制反應速率；

(2)PH3與硫酸銅反應生成Cu和磷酸，根據電子守恒、原子守恒，可得反應的方程式為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，裝置C中反應已完成的現象是上下兩層液體均變為無色透明且幾乎不再吸收乙炔氣；從裝置C反應后的體系得到并純化產品，需要進行的操作有分液，有機相干燥后蒸餾，收集244℃餾分；

(4)Ca(OH)2的物質的量為0.125mol，制備Ca10(PO4)6(OH)2，應需要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，不時滴加蒸餾水以補充蒸發掉的水分，直到磷酸全部滴完，調節并控制溶液pH 8～9，再充分攪拌一段時間、靜置，過濾、水洗。