Question

5．研究物質(zhì)的合成或制備是有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)的重要任務(wù)之一．

（1）某實(shí)驗(yàn)小組探究實(shí)驗(yàn)室制備無(wú)水氯化鎂的方法，設(shè)計(jì)了以下裝置圖1
①分液漏斗中的A物質(zhì)是濃硫酸（填試劑名稱）．
②利用中學(xué)常見(jiàn)的儀器，在答題卡中補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)裝置（不必畫(huà)出夾持裝置）．可選擇的試劑有：稀NaOH溶液、無(wú)水氯化鈣、稀硫酸、濃硫酸．
③假設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中MgCl₂?6H₂O未水解，不用任何試劑用最簡(jiǎn)單的方法檢驗(yàn)MgCl₂?6H₂O是否完全轉(zhuǎn)化為MgCl₂．寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方法_{稱量所得產(chǎn)物質(zhì)量，若質(zhì)量為$\frac{95m}{203}$g，說(shuō)明MgCl2?6H2O完全轉(zhuǎn)化為MgCl2，否則未完全}．
④工業(yè)生產(chǎn)中得到無(wú)水氯化鎂可用于電解制備鎂單質(zhì)，電解裝置中，鎂在陰極析出．
（2）實(shí)驗(yàn)室制備并收集純凈乙烯
①有的同學(xué)通過(guò)乙醇發(fā)生消去反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．除乙醇外，所需的試劑或用品（不包括儀器）有濃硫酸、氫氧化鈉溶液、沸石．
②有的同學(xué)探究其它制備乙烯的方法，他設(shè)計(jì)了以下裝置制備乙烯．實(shí)驗(yàn)結(jié)果是量筒內(nèi)壁附著較多無(wú)色油狀液體，且得到很少量的氣體．
請(qǐng)分析氣體產(chǎn)率很低的原因主要是加熱溫度過(guò)高，溴乙烷大量揮發(fā)，也可能是溴乙烷發(fā)生副反應(yīng)等．為增大氣體產(chǎn)率，在圖2裝置的基礎(chǔ)上，提出一點(diǎn)改進(jìn)措施：增加冷凝回流裝置．從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，該實(shí)驗(yàn)很可能發(fā)生的問(wèn)題是容易發(fā)生倒吸．

Answer 1

分析 （1）加熱氯化鎂晶體失去結(jié)晶水得到無(wú)水氯化鎂，由于氯化鎂易水解，應(yīng)在HCl氛圍中加熱分解，A中液體為濃硫酸，與圓底燒瓶中濃鹽酸混合，發(fā)生大量的熱，利用HCl逸出，洗氣瓶中濃硫酸干燥HCl，利用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中HCl，防止污染空氣，注意防止倒吸，還要防止氫氧化鈉溶液中水蒸氣導(dǎo)致氯化鎂水解，尾氣處理裝置與加熱裝置之間需要連接盛放氯化鈣的干燥管（或盛放濃硫酸的洗氣瓶）；
③稱量加熱后固體的質(zhì)量可以判斷氯化鎂晶體是否完全分解；
④電解熔融氯化鎂生成Mg單質(zhì)，Mg元素發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)電解池陰極析出；
（2）①乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，有二氧化碳、二氧化硫生成，用氫氧化鈉溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫，液體加熱需要防止暴沸，還需要加入沸石；
②方案中利用溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，利用圖中裝置制備乙烯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是量筒內(nèi)壁附著較多無(wú)色油狀液體，且得到很少量的氣體，說(shuō)明生成乙烯很少，大量的溴乙烷揮發(fā)，可以可以增加冷凝回流裝置，有利于溴乙烷冷凝回流，可以利用水浴加熱控制反應(yīng)溫度，減少溴乙烷揮發(fā)，反應(yīng)會(huì)生成HBr，HBr極易溶于水，利用排水法收集乙烯，會(huì)發(fā)生倒吸．

解答 解：（1）加熱氯化鎂晶體失去結(jié)晶水得到無(wú)水氯化鎂，由于氯化鎂易水解，應(yīng)在HCl氛圍中加熱分解，A中液體為濃硫酸，與圓底燒瓶中濃鹽酸混合，發(fā)生大量的熱，利用HCl逸出，洗氣瓶中濃硫酸干燥HCl，利用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中HCl，防止污染空氣，注意防止倒吸，還要防止氫氧化鈉溶液中水蒸氣導(dǎo)致氯化鎂水解，尾氣處理裝置與加熱裝置之間需要連接盛放氯化鈣的干燥管（或盛放濃硫酸的洗氣瓶）；
①由上述分析可知，分液漏斗中的A物質(zhì)是濃硫酸，故答案為：濃硫酸；
②利用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中HCl，防止污染空氣，且防止倒吸，還要在尾氣處理裝置與加熱裝置之間需要連接盛放氯化鈣的干燥管（或盛放濃硫酸的洗氣瓶），防止氯化鎂水解，需要補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)裝置（不必畫(huà)出夾持裝置）為：等，
故答案為：等；
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中MgCl₂?6H₂O未水解，mg晶體的物質(zhì)的量為$\frac{m}{203}$mol，完全分解得到氯化鎂為$\frac{m}{203}$mol×95g/mol=$\frac{95m}{203}$g，稱量所得產(chǎn)物質(zhì)量，若質(zhì)量為$\frac{95m}{203}$g，說(shuō)明MgCl₂?6H₂O完全轉(zhuǎn)化為MgCl₂，否則未完全，
故答案為：稱量所得產(chǎn)物質(zhì)量，若質(zhì)量為$\frac{95m}{203}$g，說(shuō)明MgCl₂?6H₂O完全轉(zhuǎn)化為MgCl₂，否則未完全；
④電解熔融氯化鎂生成Mg單質(zhì)，Mg元素發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)電解池陰極析出，
故答案為：陰；
（2）①乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，有二氧化碳、二氧化硫生成，用氫氧化鈉溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫，液體加熱需要防止暴沸，還需要加入沸石，除乙醇外，所需的試劑或用品（不包括儀器）有：濃硫酸、氫氧化鈉溶液、沸石，
故答案為：濃硫酸、氫氧化鈉溶液、沸石；
②方案中利用溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，利用圖中裝置制備乙烯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是量筒內(nèi)壁附著較多無(wú)色油狀液體，且得到很少量的氣體，說(shuō)明生成乙烯很少，大量的溴乙烷揮發(fā)，
氣體產(chǎn)率很低的原因主要是：加熱溫度過(guò)高，溴乙烷大量揮發(fā)，也可能是溴乙烷發(fā)生副反應(yīng)等；
為增大氣體產(chǎn)率，可以增加冷凝回流裝置，有利于溴乙烷冷凝回流，可以利用水浴加熱，便于控制溫度等，減少溴乙烷揮發(fā)；
反應(yīng)會(huì)生成HBr，HBr極易溶于水，用排水法收集乙烯，從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，該實(shí)驗(yàn)很可能發(fā)生的問(wèn)題是：容易發(fā)生倒吸，
故答案為：加熱溫度過(guò)高，溴乙烷大量揮發(fā)，也可能是溴乙烷發(fā)生副反應(yīng)等；增加冷凝回流裝置等；容易發(fā)生倒吸．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)制備，屬于拼合型題目，明確制備原理是解題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)原理、裝置、操作的分析評(píng)價(jià)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．