Question

【題目】四溴乙烷(CHBr2—CHBr2)是一種無色透明液體，密度2.967g·mL-1，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1所示。

（1）裝置A中CaC2能與水劇烈發生反應：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑。為了得到平緩的C2H2氣流，除可用飽和食鹽水代替水外，還可采取的操作方法是__。

（2）裝置B可除去H2S、PH3及AsH3，其中除去PH3的化學方程式為__(PH3還原性較強，氧化產物是磷酸)。

（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0.25L含0.5mol·L-1Ca(OH)2的石灰乳，_，在100℃烘箱中烘干1h。

已知：

①Ca10(PO4)6(OH)2中Ca/P比理論值為1.67。影響產品Ca/P比的主要因素有反應物投料比及反應液pH。

②在95℃，pH對Ca/P比的影響如圖2所示。

③實驗中須使用的試劑：含0.5mol·L-1Ca(OH)2的石灰乳、0.3mol·L-1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0.25L0.3mol·L-1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pH8～9，再充分攪拌一段時間、靜置，過濾、水洗

【解析】

A中電石和水反應生成乙炔和氫氧化鈣，因為電石中含有CaC2，少量CaS、Ca3P2、Ca3AS2等，所以得到的乙炔中含有H2S、PH3、AsH3還原性氣體，通過硫酸銅溶液生成CuS、Cu和H2SO4、H3PO4、H3AsO4，從而除去有H2S、PH3、AsH3，再通過液溴，液溴和乙炔反應生成1，1，2，2四溴乙烷，高錳酸鉀溶液能氧化還原性氣體。

(1)為了得到平緩的C2H2氣流，除可用飽和食鹽水代替水外，還可以通過改變加入飽和食鹽水速率控制，所以改變的措施為逐滴加入(飽和食鹽)水；

(2)根據信息知，磷化氫和硫酸銅反應生成Cu、硫酸和磷酸，反應方程式為4CuSO4+PH3+4H2O=4Cu↓+H3PO4+4H2SO4；

(3)溴有毒且易揮發，為防止溴揮發采用液封的方法，溴不易溶于水，所以采用水封的方法；溴和乙炔反應生成難溶于水的1，1，2，2四溴乙烷而使溴褪色，所以生成的1，1，2，2四溴乙烷和水分層，當上下兩層液體均變為無色透明且幾乎不再吸收乙炔氣時說明C中反應已經完成；互不相溶的液體采用分液方法分離，互溶的液體采用蒸餾方法分離，所以水層和有機層采用分液方法分離，有機相中液體干燥后采用蒸餾方法分離，收集244℃餾分；

(4)根據信息知，該反應需要95℃，磷酸和石灰乳制備Ca10(PO4)6(OH)2，液體磷酸放置在分液漏斗中易控制流速，為加快反應速率需要不斷攪拌，先快速滴加磷酸，然后慢慢滴加，為防止溶液中水分減少，需要不時滴加蒸餾水補充蒸發掉的水分，直到磷酸全部滴完，且控制溶液的pH在8～9，再充分攪拌一段時間、靜置，過濾、水洗，在100℃烘箱中烘干1 h，從而得到較干燥的Ca10(PO4)6(OH)2.