Question

无水MgBr₂可用作催化剂，实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr₂,装置如图所示(夹持装置省略)。

已知:①Mg和Br₂剧烈反应，放出大量的热; MgBr₂ 具有强吸水性;

②MgBr₂ + 3C₂H₅OC₂H₅MgBr₂·3C₂H₅OC₂H₅。

实验主要步骤如下:

步骤1:三颈烧瓶中装人10 g镁屑(镁带打磨光亮后剪碎)和

150 mL无水乙醚;仪器B中加入15 mL液溴，连接装置;，

步骤2:打开止水夹，缓慢通人干燥的氮气，直至溴完全导入三颈烧瓶中;

步骤3:反应完毕后恢复至室温，过滤除去镁，滤液转移至另一干燥的烧瓶中，冷却至0°C，析出.晶体，过滤得三乙醚合溴化镁粗产品;

步骤4:用苯洗涤粗产品，减压过滤，得三乙醚合溴化镁，将其加热至1609°C分解得无水MgBr₂。

回答下列问题:

（1）MgBr₂ 的形成过程可用电子式表示为_____________

（2）仪器A的作用是_______;仪器B的名称是___________.实验前仪器A、B和三颈烧瓶内壁均需保持干燥，原因是__________________

（3）实验中,______________(填“能”或“不能”)用干燥空气代替干燥氮气,理由是___________。

（4）若去除冰水浴，三颈烧瓶中生成MgBr₂的同时，可能会生成少量杂质X, 1 mol X含50 mol e^-,其化学式为______________________________________________。

（5）步骤4采用减压过滤(降低容器内压强，使固液快速分离)，下列装置可用作减压过滤的是________________________(填序号)。

（6）为测定产品的纯度(假定杂质不参与反应)，可用EDTA (简写为Y^4-，无色)标准溶液滴定，以络黑T为指示剂(pH=6.3~11.6时显蓝色,pH>11.6时显橙色)。已知: Mg²⁺与络黑T形成的配合物(Mg²⁺_络黑T)呈酒红色，Mg²⁺与Y^4-形成的MgY^2-为无色;在pH约为9的缓冲溶液中滴定，反应的离子方程式可简单表示为: Mg²⁺ + Y^4-=MgY^2-, Mg²⁺-络黑 T+Y^4- =MgY^2- +络黑T。

①判断滴定终点的现象为__________________.

②测定前，先称取0.2500g无水MgBr₂产品，溶解后，加人2滴络黑T试液作指示剂，用0. 0500 mol·L^-1 EDTA标准溶液滴定至终点，重复三次滴定，平均消耗EDTA标准溶液26. 60 mL,则测得无水MgBr₂产品的纯度是___________________.

Answer

冷凝回流乙醚和溴蒸气 锥形瓶 MgBr2具有强吸水性，需要整个装置保持干燥 不能 镁屑与氧气反应生成MgO保护膜，产生杂质且阻碍Mg和Br2反应 Mg3N2 bc 当滴加最后一滴EDTA标准溶液时，溶液由酒红色变为蓝色，且半分钟内溶液颜色保持不变 97.89%

【解析】

本实验要制备无水溴化镁，根据题目信息可知镁和溴会剧烈反应，并放出大量的热，而整个装置为密闭体系，所以通入的溴不能太快，以防剧烈反应发生爆炸，所以干燥的氮气要缓慢通入，且B装置中氮气要长进短出；溴化镁具有强吸水性，所以整个装置要处于无水环境，需要装置干燥管防止空气中的水蒸气进入；反应中会放出大量热，为了减少因原料挥发造成的损耗，需要用球形冷凝管冷凝回流药品。

(1)溴化镁形成过程中镁原子失去两个电子，两个溴原子分别得到一个电子形成溴离子，然后两个溴离子与镁离子结合生成溴化镁，用电子式表示为：；

(2)装置A为球形冷凝管，溴和乙醚容易挥发，球形冷凝管可以冷凝回流乙醚和溴蒸气；根据B的结构可知其为锥形瓶；根据题目信息可知MgBr2具有强吸水性，需要整个装置保持干燥；

(3)本实验要用镁屑和液溴反应生成溴化镁，所以装置中不能有能与镁反应的气体，例如氧气，用干燥的空气代替干燥的氮气，镁屑与氧气反应生成MgO保护膜，产生杂质且阻碍Mg和Br2反应；

(4)根据元素守恒可知该杂质应为Mg元素和N元素形成的物质，再结合1mol该物质含有50mol电子可知该物质应为Mg3N2；

(5)减压过滤过程中需要抽滤瓶中形成负压，所以可以用作减压过滤的装置为bc；

(6)①根据滴定原理，加入指示剂后，Mg2+与络黑T形成的配合物(Mg2+-络黑T)，此时溶液为呈酒红色，滴定过程中发生反应Mg2+-络黑 T+Y4- =MgY2- +络黑T，滴定终点由于pH=9，溶液显示铬黑T的蓝色，故终点现象为：当滴加最后一滴EDTA标准溶液时，溶液由酒红色变为蓝色，且半分钟内溶液颜色保持不变；

②依据方程式Mg2++Y4-═MgY2-分析，溴化镁的物质的量=0.0500mol/L×0.02660L=0.00133mol，则溴化镁的质量为0.00133mol×184g/mol=0.24472g，溴化镁的产品的纯度=×100%=97.89%。