Question

18．四乙基鉛[Pb（C₂H₅）₄]在工業上有許多用途，制備四乙基鉛的工藝流牲如圖所示．

已知：①已知反應器中發生的反應為C₂H₅Cl+Mg$\stackrel{無水乙醚}{→}$C₂H₅MgCl（格林試劑）；
②Pb（C₂H₅）₄常溫下為無色液體，不溶于水，易燃，燃燒時生成一氧化鉛、二氧化碳和水．回答下列問題：
（1）鎂能在點燃的條件下與CO₂發生置換反應，寫出反應的化學方程式：CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO．為加快格林試劑的制取速率，常用鎂屑代替鎂塊，理由是增大反應物接觸面積，加快反應速率，但不宜用鎂粉，原因是用鎂粉反應速率太快且鎂粉在空氣中容易被氧氣氧化．
（2）若以金屬Pt為電極，陽極參與電極反應的是格林試劑和鉛，陰極析出Mg，則電解槽中陽極的電極反應式為Pb-4e^-+4C₂H₅MgCl=Pb（C₂H₅）₄+4Mg²⁺+4Cl^-．
（3）從分離器中分離出來的物質A經電解后，其電解產物之一可循環利用，A的電子式為，電解物質A的化學方程式為MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑．
（4）假設每步反應均為無損耗且完全反應，則開始投入的Pb和Mg的物質的量之比為1：4．
（5）四乙基鉛燃燒的化學方程式為2Pb（C₂H₅）₄+27O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2PbO+16CO₂+20H₂O．

Answer 1

分析 （1）鎂和二氧化碳反應生成碳和氧化鎂，用鎂屑代替鎂塊，可以增大反應物接觸面積，加快反應速率，但反應速率不能太快且鎂粉在空氣中容易被氧氣氧化，所以不宜用鎂粉；
（2）陽極參與電極反應的是格林試劑和鉛，是鉛失去電子生成Pb（C₂H₅）₄，根據元素守恒和電荷守恒書寫電極反應式；
（3）根據元素守恒和電荷守恒可知，電解槽中發生的反應為Pb+4C₂H₅MgCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Pb（C₂H₅）₄+2Mg+2MgCl₂，所以從分離器中分離出來的物質A為MgCl₂，電解MgCl₂生成鎂和氯氣；
（4）根據反應C₂H₅Cl+Mg$\stackrel{無水乙醚}{→}$C₂H₅MgCl、Pb+4C₂H₅MgCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Pb（C₂H₅）₄+2Mg+2MgCl₂，可知開始投入的Pb和Mg的物質的量之比；
（5）四乙基鉛燃燒即與氧氣反應生成生成一氧化鉛、二氧化碳和水，根據元素守恒書寫化學方程式；

解答 解：（1）鎂和二氧化碳反應生成碳和氧化鎂，反應方程式為CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO，用鎂屑代替鎂塊，可以增大反應物接觸面積，加快反應速率，但反應速率不能太快且鎂粉在空氣中容易被氧氣氧化，所以不宜用鎂粉，
故答案為：CO₂+2Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO；增大反應物接觸面積，加快反應速率；用鎂粉反應速率太快且鎂粉在空氣中容易被氧氣氧化；
（2）陽極參與電極反應的是格林試劑和鉛，是鉛失去電子生成Pb（C₂H₅）₄，陽極的電極反應式為Pb-4e^-+4C₂H₅MgCl=Pb（C₂H₅）₄+4Mg²⁺+4Cl^-，
故答案為：Pb-4e^-+4C₂H₅MgCl=Pb（C₂H₅）₄+4Mg²⁺+4Cl^-；
（3）根據元素守恒和電荷守恒可知，電解槽中發生的反應為Pb+4C₂H₅MgCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Pb（C₂H₅）₄+2Mg+2MgCl₂，所以從分離器中分離出來的物質A為MgCl₂，其電子式為：，電解MgCl₂生成鎂和氯氣，反應方程式為MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑，
故答案為：；MgCl₂$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Mg+Cl₂↑；
（4）根據反應C₂H₅Cl+Mg$\stackrel{無水乙醚}{→}$C₂H₅MgCl、Pb+4C₂H₅MgCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Pb（C₂H₅）₄+2Mg+2MgCl₂，可知開始投入的Pb和Mg的物質的量之比為1：4，
故答案為：1：4；
（5）四乙基鉛燃燒即與氧氣反應生成生成一氧化鉛、二氧化碳和水，反應化學方程式為2Pb（C₂H₅）₄+27O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2PbO+16CO₂+20H₂O，
故答案為：2Pb（C₂H₅）₄+27O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2PbO+16CO₂+20H₂O；

點評 本題主要考查了物質制備實驗，涉及方程式的書寫、電極反應式的書寫、電子式等，正確理解流程是解題關鍵，答題時注意應用元素守恒 和電荷守恒的思想，題目難度中等，側重化學基礎知識和基本能力的考查．