Question

【题目】四溴乙烷(CHBr2-CHBr2)是一种无色透明液体，密度2.967 g/mL，难溶于水，沸点244 ℃，可用作制造塑料的有效催化剂等。用电石(主要成分CaC2，少量CaS、Ca3P2、Ca3As2等)和Br2等为原料制备少量四溴乙烷的装置(夹持装置已省略)如图所示。

(1)装置A中CaC2能与水剧烈发生反应：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑。为了得到平缓的C2H2气流，除可用饱和食盐水代替水外，还可采取的措施是________。

(2)装置B可除去H2S、PH3及AsH3，其中除去PH3的化学方程式为________(生成铜、硫酸和磷酸)。

(3)装置C中在液溴液面上加入一层水的目的是________；装置C中反应已完成的现象是________；从装置C反应后的体系得到并纯化产品，需要进行的操作有________。

(4)一种制备Ca10(PO4)6(OH)2的原理为10Ca(OH)2+6H3PO4=Ca10(PO4)6(OH)2↓+18H2O。请设计用装置A得到的石灰乳等为原料制备Ca10(PO4)6(OH)2的实验方案：向烧杯中加入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中比理论值为1.67。影响产品比的主要因素有反应物投料比及反应液pH。

②在95 ℃，pH对比的影响如图所示。

③实验中须使用的试剂：含0.5mol/LCa(OH)2的石灰乳、0.3mol/L磷酸及蒸馏水。

Answer 1

【答案】逐滴加入(饱和食盐)水 4CuSO4+PH3+4H2O=4Cu↓+H3PO4+4H2SO4 水封，减少液溴的挥发 上下两层液体均变为无色透明且几乎不再吸收乙炔气 分液，有机相干燥后蒸馏，收集244 ℃馏分 在分液漏斗中加入0.25 L 0.3 mol/L磷酸，将石灰乳加热到95 ℃，在不断搅拌下，先快速滴加磷酸，然后慢慢滴加，不时滴加蒸馏水以补充蒸发掉的水分，直到磷酸全部滴完，调节并控制溶液pH 8～9，再充分搅拌一段时间、静置，过滤、水洗

【解析】

电石（主要成分CaC2，少量CaS、Ca3P2、Ca3As2等）与水在A中反应生成乙炔，同时生成H2S、PH3及AsH3，通入B，硫酸铜可除去H2S、PH3及AsH3，在C中与溴反应生成四溴乙烷，高锰酸钾用于氧化乙炔，据此解答。

(1)为了得到平缓的C2H2气流，除可用饱和食盐水代替水外，还可逐滴加入(饱和食盐)水，以控制反应速率；

(2)PH3与硫酸铜反应生成Cu和磷酸，根据电子守恒、原子守恒，可得反应的方程式为4CuSO4+PH3+4H2O═4Cu↓+H3PO4+4H2SO4；

(3)装置C中在液溴液面上加入一层水的目的是水封，防止溴挥发，装置C中反应已完成的现象是上下两层液体均变为无色透明且几乎不再吸收乙炔气；从装置C反应后的体系得到并纯化产品，需要进行的操作有分液，有机相干燥后蒸馏，收集244℃馏分；

(4)Ca(OH)2的物质的量为0.125mol，制备Ca10(PO4)6(OH)2，应需要0.075mol磷酸，则可在分液漏斗中加入0.25 L 0.3mol/L磷酸，将石灰乳加热到95℃，在不断搅拌下，先快速滴加磷酸，然后慢慢滴加，不时滴加蒸馏水以补充蒸发掉的水分，直到磷酸全部滴完，调节并控制溶液pH 8～9，再充分搅拌一段时间、静置，过滤、水洗。