Question

4．研究物質(zhì)的合成或制備是有機化學(xué)、無機化學(xué)的重要任務(wù)之一．

（1）某實驗小組探究實驗室制備無水氯化鎂的方法，設(shè)計了圖1裝置．
①利用中學(xué)常見的儀器，在空白方框內(nèi)補充完整實驗裝置．可選擇的試劑有：A
A．稀NaOH溶液  B．無水氯化鈣  C．稀硫酸
②分液漏斗中的A物質(zhì)是濃硫酸（填試劑名稱）．
③假設(shè)實驗過程中 MgCl₂•6H₂O 未水解，不用任何試劑用最簡單的方法檢驗MgCl₂•6H₂O 是否完全轉(zhuǎn)化為MgCl₂．寫出實驗方法稱量所得產(chǎn)物質(zhì)量，若質(zhì)量為$\frac{95m}{203}$g，說明MgCl₂?6H₂O完全轉(zhuǎn)化為MgCl₂，否則未完全．
（2）實驗室制備并收集較純凈乙烯（可含少量水分）：
①有的同學(xué)通過乙醇制備乙烯，寫出相關(guān)化學(xué)方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．
該實驗除乙醇和濃硫酸、水外，所需的試劑或用品（不包括儀器）有氫氧化鈉溶液、沸石．
②有的同學(xué)探究其它制備乙烯的方法，他設(shè)計了圖2裝置制備乙烯．實驗結(jié)果是量筒內(nèi)壁附著較多無色油狀液體，且得到很少量的氣體．
請分析氣體產(chǎn)率很低的原因主要是加熱溫度過高，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，在右圖裝置的基礎(chǔ)上，提出一點改進措施：增加冷凝回流裝置等．

Answer 1

分析 （1）加熱氯化鎂晶體失去結(jié)晶水得到無水氯化鎂，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，利于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，最后連接尾氣處理裝置．
①氯化氫為有毒氣體，需用堿液吸收，防止污染空氣，氯化氫極易溶于堿，補充裝置需防止倒吸；
②氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低，濃硫酸溶于水放入熱；
③通過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；
（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，實驗結(jié)果是量筒內(nèi)壁附著較多無色油狀液體，且得到很少量的氣體，說明生成乙烯很少，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)．

解答 解：（1）加熱氯化鎂晶體失去結(jié)晶水得到無水氯化鎂，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，最后連接尾氣處理裝置．
①氯化氫為有毒氣體，防止污染空氣，利用氫氧化鈉溶液吸收尾氣中HCl，且防止倒吸需用倒扣的漏斗，需要補充完整實驗裝置為：，
故答案為：；A；

②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；
③實驗過程中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，說明MgCl₂?6H₂O完全轉(zhuǎn)化為MgCl₂，否則未完全；
（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)方程式為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
反應(yīng)中會發(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，除濃硫酸、乙醇外，所需的試劑或用品（不包括儀器）有：氫氧化鈉溶液、沸石，
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；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，實驗結(jié)果是量筒內(nèi)壁附著較多無色油狀液體，且得到很少量的氣體，說明生成乙烯很少，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)，
故答案為：加熱溫度過高，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．

點評 本題考查化學(xué)實驗制備，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)生對原理、裝置、操作的分析評價，是對學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．