Question

10．鋁氫化鈉（NaAlH₄）時有機合成的重要還原劑．某課題組經查閱資料后設計合成鋁氫化鈉的流程如圖所示．
已知：①AlCl₃、NaH、NaAlH₄遇水都能迅速發(fā)生反應．
②常溫下，可用高錳酸鉀、氯酸鉀、重鉻酸鉀、次氯酸鈣等與濃鹽酸反應制取氯氣．
（1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應，甚至可能發(fā)生爆炸，其原因是反應放出大量熱量使生成的H₂迅速膨脹而爆炸．寫出鋁氫化鈉與水反應的化學方程式NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．
（2）甲同學設計實驗制備無水氯化鋁的裝置如圖1所示．

①裝置E中干燥管的作用是吸收剩余的氯氣并避免空氣中的水蒸氣進入D中．
②點燃裝置D處酒精燈之前 需先排盡裝置內的空氣，其操作方法是先將裝置A中的分液漏斗打開，反應一段時間，使D中玻璃管充滿黃綠色體．
（3）乙同學分析甲同學設計的裝置后，認為只改變A、B、D中的試劑就可以用甲同學設計的裝置制備NaH．
①試管B中的試劑改為NaOH溶液．
②若操作不當，則制得的NaH產品中可能含有的雜質有Na₂O₂（或Na等其他合理答案）．
（4）丙同學設計如圖33種裝置測定鋁氫化鈉樣品的純度（假設雜質不參與反應）．從易操作性、準確性角度考慮，宜選裝置乙．如何判斷鋁氫化鈉與水完全反應：連續(xù)兩次讀數(shù)的氫氣體積相等．

Answer 1

分析 （1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應產生偏鋁酸鈉和氫氣，根據反應放熱和氫氣爆炸分析；
（2）A裝置制取氯氣，B裝置用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，C中裝置有濃硫酸干燥氯氣，D裝置中是氯氣與鋁在加熱條件下生成氯化鋁，反應的尾氣是氯氣會污染空氣，所以E裝置中用堿石灰吸收氯氣尾氣，且吸收空氣中的水蒸氣，實驗時應先在裝置中通一會兒氯氣，將裝置中的空氣排盡，以除去裝置中的水分，
①氯化鋁易遇水反應過量的氯氣污染空氣，據此分析；
②氯氣充滿裝置即為排盡空氣；
（3）①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，選擇氫氧化鈉溶液；
②金屬鈉和氧氣加熱下會產生過氧化鈉雜質；
（4）由反應原理得，測定鋁氫化鈉樣品的純度即通過測定鋁氫化鈉與水反應生成的氫氣的量計算鋁氫化鈉的量，從而計算其純度．

解答 解：（1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應產生偏鋁酸鈉和氫氣，其反應的化學方程式為NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑，反應放出大量熱量使生成的H₂迅速膨脹而爆炸；
故答案為：反應放出大量熱量使生成的H₂迅速膨脹而爆炸；NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑；
（2）①氯氣污染空氣，同時由題氯化鋁易與水反應，E裝置中的堿石灰吸收剩余的氯氣并避免空氣中的水蒸氣進入D中；
故答案為：吸收剩余的氯氣并避免空氣中的水蒸氣進入D中；
②點燃裝置D處酒精燈之前，先將裝置A中的分液漏斗打開，反應一段時間，使D中玻璃管充滿黃綠色體，排盡裝置內的空氣；
故答案為：先將裝置A中的分液漏斗打開，反應一段時間，使D中玻璃管充滿黃綠色體；
（3）①金屬鈉和氫氣之間化合可以得NaH，A中由金屬與鹽酸制備氫氣，生成的氫氣中氯化氫應用堿性試劑除去，如氫氧化鈉，則B中試劑為NaOH溶液；
故答案為：NaOH溶液；
②金屬鈉和氧氣加熱下會產生過氧化鈉雜質以及過量的Na；
故答案為：Na₂O₂（或Na等其他合理答案）；
（4）由反應原理得，測定鋁氫化鈉樣品的純度即通過測定鋁氫化鈉與水反應生成的氫氣的量計算鋁氫化鈉的量，從而計算其純度，所以從簡約性、準確性考慮，最甲沒有使用恒壓漏斗，測出的氫氣有誤差；C、D采用排水法收集氫氣，由于導管中會有殘留，導致測出的氫氣有誤差，適宜的方案是乙；通過連續(xù)兩次讀數(shù)的氫氣體積相等，說明鋁氫化鈉與水完全反應，冷卻至室溫；
故答案為：乙；連續(xù)兩次讀數(shù)的氫氣體積相等．

點評 本題考查知識點較多，涉及方程式的書寫、裝置圖的選擇、物質的制備和除雜等元素化合物的性質，屬于拼合型題目，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．