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外观

乙炔装置中的净化与证据边界

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装置中发生了什么，与现象能证明什么，是两层问题。先追踪气体组成，再判断杂质、前段试剂和燃烧条件是否改变了证据。

本页为纸面实验分析，不是可照做的家庭制气流程。电石水解放热，乙炔易燃，H₂S、PH₃及图中含卤试剂、溶剂有严重危害；不得据图自行制取、净化或点燃未知气体，也不能将产气装置封成完全密闭容器。完整装置图用于辨析，不代表已满足实际实验的全部安全要求。

一、知识点 不能把未处理气体默认成纯乙炔

1. 生成式只给主体反应，不保证气体纯度

电石水解的主体反应为：

CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2\mathrm{CaC_2+2H_2O\rightarrow C_2H_2\uparrow+Ca(OH)_2}

原料可能同时带来H₂S、PH₃等杂质；主体式正确，不表示逸出气体只有C₂H₂。H₂S等也可能使性质试剂褪色，所以适当净化是将现象归因给乙炔的前提，而不只是让图更整齐。

2. 净化、消耗主体和改变相态不是同一个任务

需要判断的事应核对的对象不能直接推出的结论
是否除尽所列杂质每种杂质与所用试剂的作用能处理其中一种，就能处理全部
主体是否仍存在前段试剂是否也消耗乙炔后一个瓶接到的就是未改变的原样
现象属于哪种反应物质、试剂与具体条件见褪色就一律是加成
发生装置能否适用放热、速率、固体状态及是否可控固体加液体产气，就可套用任何同类发生器

3. 完整串联图要逐段读，不当作三个独立样品

题给串联装置及①至⑤标签
题给串联装置及①至⑤标签

图中的五项对应现象及解释如下。它们是给定主体反应与样气条件下的纸面说明，不是仅凭某一孤立现象就能认定物质身份。

序号对应现象在相应前提下的解释
①反应迅速、有大量气泡已知电石水解生成乙炔；只见气泡本身不能唯一认气体
②出现黑色沉淀CuSO₄+H₂S→CuS↓+H₂SO₄，所列H₂S杂质可被处理
③紫红色褪去仍有足够且已适当净化的乙炔时，可被酸性KMnO₄氧化
④橙色褪去仍有足够乙炔到达时，可与溴发生加成
⑤明亮火焰并伴较浓黑烟给定燃烧模型中乙炔可燃、含碳质量分数高；现象还受供氧等影响

③、④都可能消耗主体气体。不能把图中③④⑤当成“同一纯原样的三个独立验证”，也不能保证所有下游现象必然同时出现；必须核各段的样气组成与剩余量。净化去掉干扰物，与性质试剂消耗目标物，是不同作用。

4. 装置原理不替代安全适配

实际热源与通气方式须按物质性质和实验要求选择，不能把发生器理解成完全密闭容器。这里不增设制备、配制或接触危险物质的操作；图中的燃烧端也不是点燃未知样品的授权。

二、考点 每个结论都回到装置条件

1. 按四个问题检查纸面方案

  1. 主体生成式是否守恒，产物与残留物是什么？
  2. 所给措施是在控速还是加速，放热及固体状态会怎样影响可控性？
  3. 换净化试剂时，题列每种杂质是否都被处理，而非只查最熟悉的一种？
  4. 后续观察使用的气体是否已经被前段消耗或改组成，能否独立支持所称结论？

这是读题顺序，不是制气操作顺序。涉及具体装置的安全与适配性，还须有相应实验条件，不能由类别名直接推定。

例题 01 控速、净化和发生器能否互换

题目

如图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是(　　)

题给乙炔发生与性质验证装置
题给乙炔发生与性质验证装置

A．逐滴加入饱和食盐水的目的是控制生成乙炔的速率

B．硫酸铜可以除去杂质H2S、PH3，若换为NaOH不能达到除杂的目的

C．若需制备较多乙炔，可用启普发生器

D．CaC2与水反应生成乙炔，则Mg2C3与水反应生成丙炔

答案与解析

解析

A：本题体系反应放热且较剧烈，题给逐滴加入饱和食盐水的作用是控制生成乙炔的速率，不是为了加快，A正确。此处只解释给定措施，不提供实际制气参数。

B：CuS难溶，且在本题所涉稀硫酸条件下不溶，因而可形成相应沉淀；这不等于对任何氧化性酸都稳定。所列CuSO₄处理两种杂质的反应可写为：

H2S+CuSO4→CuS↓+H2SO4\mathrm{H_2S+CuSO_4\rightarrow CuS\downarrow+H_2SO_4}

24CuSO4+11PH3+12H2O→8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4\mathrm{24CuSO_4+11PH_3+12H_2O\rightarrow 8Cu_3P\downarrow+3H_3PO_4+24H_2SO_4}

后式两侧Cu24、P11、S24、H57、O108，原子数守恒；这里仅用于理解试剂处理范围，不转化为配制或接触有毒物的操作。NaOH可处理H₂S，却不能按本题模型完成PH₃去除，所以“不能达到除杂目的”指不能除全所列杂质，不是连H₂S也除不了，B正确。

C：电石水解放热，对水蒸气也敏感，Ca(OH)₂还可能形成糊状附着物，妨碍反应可停、可控。不能仅凭“固体与液体产气”就选启普发生器，C不合理；也不能用需要更多气体作为忽略可控性的理由。

D：按所用Mg₂C₃常见水解的丙炔产物模型，守恒式为：

Mg2C3+4H2O→2Mg(OH)2+C3H4↑\mathrm{Mg_2C_3+4H_2O\rightarrow 2Mg(OH)_2+C_3H_4\uparrow}

D作课内反应事实判断可成立。但方程式只限定C₃H₄的原子账，不能单凭CaC₂的类比或C₃H₄分子式唯一推出丙炔连接，丙二烯也是C₃H₄。产物结构还须依靠该物质的实际反应知识。相关研究确有Mg₂C₃经重水处理得到氘代丙炔的记录，参见RSC原始研究摘要；这不把不同条件下的任何C₃H₄都认作同一种结构。

本题结论

C。

三、坑点 候选范围与证据强度一起保留

1. 一次褪色不能唯一指认三键

烯键、炔键以及某些杂质都可能在相应条件下让试剂颜色改变。先限定候选并查净化，才判断该现象排除了什么；它能区分一部分候选，不等于把全部候选都区分开。

2. 黑烟不是唯一身份标记

烟量与火焰明亮程度受供氧、样品混合与实际燃烧条件影响。某组已知烃在常见相近条件下的纸面比较，不能扩成“有黑烟就是乙炔”，也不能作为点燃未知气体的理由。

辨析 01 三个候选中哪些现象有区分力

题目

区别CH4、C2H4、C2H2的最简易方法是(　　)

A．分别通入溴水

B．分别通入酸性高锰酸钾溶液

C．分别通入盛有碱石灰的干燥管

D．分别在空气中点燃

答案与解析

解析

A：甲烷与另外两种可按溴水现象分组，但乙烯、乙炔均能使溴水褪色，不能全部区分。

B：乙烯、乙炔都可使酸性KMnO₄褪色，也不能把三者全部分开。

C：这三种气体不按题给常规模型与碱石灰产生足够的差别吸收结果，不能完成鉴别。

D：在题给三种候选的常见相近燃烧条件下，教材以甲烷、乙烯、乙炔的火焰与烟量差别作比较。含碳质量分数分别为12/16、24/28、24/26，约75%、85.7%、92.3%，与所用纸面趋势相符，故预期选D。

质量分数的大小不是任意条件下烟量、亮度必定有严格次序的充分条件。离开限定候选与可比燃烧条件，仅凭黑烟或火焰就不能确证乙炔，D也不授权实际点燃未知样品。

本题结论

D是题用常见燃烧比较模型下的预期选择，并非任意条件下的唯一身份验证。