Question

1．鋁氫化鈉（NaAlH₄）是有機(jī)合成的重要還原劑，其合成線路圖所示．
（1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．

（2）AlCl₃與NaH反應(yīng)時，需將AlCl₃溶于有機(jī)溶劑，再將得到的溶液滴加到NaH粉末上，此反應(yīng)中NaH的轉(zhuǎn)化率較低的原因是反應(yīng)生成的氯化鈉沉淀在氫化鈉表面，阻止了氯化鋁和氫化鈉進(jìn)一步反應(yīng)．
（3）實驗室利用1圖裝置制取無水AlCl₃．

①A中所盛裝的試劑是高錳酸鉀（氯酸鉀或重鉻酸鉀）．
②點燃D處酒精燈之前需排除裝置中的空氣，其操作是打開分液漏斗的活塞使A中發(fā)生反應(yīng)，待D中充滿黃綠色的氣體時點燃酒精燈．
（4）改變A和D中的試劑就可以用該裝置制取NaH，若裝置中殘留有氧氣，制得的NaH中可能含有的雜質(zhì)為Na₂O₂
（5）現(xiàn)設(shè)計如下四種裝置，測定鋁氫化鈉粗產(chǎn)品（只含有NaH雜質(zhì)）的純度．
從簡約性、準(zhǔn)確性考慮，最適宜的裝置如圖2是乙（填編號）．
稱取15.6g樣品與水完全反應(yīng)后，測得氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L，樣品中鋁氫化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生偏鋁酸鈉和氫氣；
（2）NaCl是離子化合物，和有機(jī)物之間互不相溶，所以反應(yīng)生成的氯化鈉沉淀在氫化鈉表面，阻止了氯化鋁和氫化鈉進(jìn)一步反應(yīng)；
（3）氯化鋁的制備是金屬鋁和氯氣之間反應(yīng)的產(chǎn)物，濃鹽酸和高錳酸鉀（氯酸鉀或重鉻酸鉀）之間無條件的反應(yīng)產(chǎn)物是氯氣，但是金屬鋁易被氧氣氧化而變質(zhì)，所以點燃D處酒精燈之前需排除裝置中的空氣；
（4）金屬鈉和氫氣之間化合可以得NaH，但是氫氣中的氯化氫要除去，金屬鈉和氧氣加熱下會產(chǎn)生過氧化鈉雜質(zhì)；
（5）從簡約性、準(zhǔn)確性考慮，甲產(chǎn)生氣體速率不均勻，丙丁導(dǎo)氣管中含有大量氫氣；
NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑
NaH+H₂O=NaOH+H₂↑
根據(jù)固體質(zhì)量和氫氣之間關(guān)系式列方程式計算鋁氫化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生偏鋁酸鈉和氫氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑，故答案為：NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑；
（2）AlCl₃與NaH反應(yīng)時，需將AlCl₃溶于有機(jī)溶劑，再將得到的溶液滴加到NaH粉末上，則生成的NaCl是離子化合物，和有機(jī)物之間互不相溶，所以反應(yīng)生成的氯化鈉沉淀在氫化鈉表面，阻止了氯化鋁和氫化鈉進(jìn)一步反應(yīng)，導(dǎo)致NaH的轉(zhuǎn)化率較低，
故答案為：反應(yīng)生成的氯化鈉沉淀在氫化鈉表面，阻止了氯化鋁和氫化鈉進(jìn)一步反應(yīng)；
（3）①氯化鋁的制備是金屬鋁和氯氣之間反應(yīng)的產(chǎn)物，則裝置A為制備氯氣的發(fā)生裝置，濃鹽酸和高錳酸鉀（氯酸鉀或重鉻酸鉀）之間無條件的反應(yīng)產(chǎn)物是氯氣，所以A中所盛裝的試劑的名稱為高錳酸鉀（氯酸鉀或重鉻酸鉀），
故答案為：高錳酸鉀（氯酸鉀或重鉻酸鉀）；
②因為金屬鋁易被氧氣氧化而變質(zhì)，所以點燃D處酒精燈之前需排除裝置中的空氣，即打開分液漏斗的活塞使A中發(fā)生反應(yīng)，待D中充滿黃綠色的氣體時點燃酒精燈，
故答案為：打開分液漏斗的活塞使A中發(fā)生反應(yīng)，待D中充滿黃綠色的氣體時點燃酒精燈；
（4）金屬鈉和氫氣之間化合可以得NaH，但是氫氣中的氯化氫要除去，金屬鈉和氧氣加熱下會產(chǎn)生過氧化鈉雜質(zhì)，故答案為：Na₂O₂；
（5）從簡約性、準(zhǔn)確性考慮，甲產(chǎn)生氣體速率不均勻，丙丁導(dǎo)氣管中含有大量氫氣，所以這幾個裝置誤差都較大，故選乙；
NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑
NaH+H₂O=NaOH+H₂↑
設(shè)n（NaAlH₄）=xmol、n（NaH）=ymol，
$\left\{\begin{array}{l}{54x+24y=15.6}\\{4x+y=\frac{22.4}{22.4}}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.2}\\{y=0.2}\end{array}\right.$
m（NaAlH₄）=0.2mol×54g/mol=10.8g，
則NaAlH₄質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{10.8g}{15.6g}×100%$=69%，
故答案為：乙；69%．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，涉及實驗操作、實驗評價、方程式的計算等知識點，明確實驗原理、實驗基本操作方法、各個物理量之間的關(guān)系式是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生基本操作及知識的靈活應(yīng)用．