Question

【題目】鋁氫化鈉（NaAlH4）是有機合成的重要還原劑。某課題組經(jīng)查閱資料后設計合成鋁氫化鈉的簡易流程如圖所示。

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_______________。寫出鋁氫化鈉與水反應的化學方程式_____________________。

(2)甲同學設計實驗制備無水氯化鋁的裝置如圖所示。

①裝置E中干燥管的作用是_______________________。

②點燃裝置D處酒精燈之前 需先排盡裝置內(nèi)的空氣，其操作方法是________________。

(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____________________。

②若操作不當，則制得的NaH產(chǎn)品中可能含有的雜質(zhì)有_________________。

(4)丙同學設計以下4種裝置測定鋁氫化鈉樣品的純度（假設雜質(zhì)不參與反應）。

從易操作性、準確性角度考慮，宜選裝置________。鋁氫化鈉與水完全反應，冷卻至室溫的標志是______。

Answer 1

【答案】 反應放出大量熱量使生成的H2迅速膨脹而爆炸 NaAlH4+2H2O═NaAlO2+4H2↑ 吸收剩余的氯氣并避免空氣中的水蒸氣進入D中 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氣體 NaOH溶液（或其他合理答案） Na2O2（或Na等其他合理答案） 乙 連續(xù)兩次讀取的H2體積相等

【解析】（1）NaAlH4與水反應生成NaAlO2和H2，化學方程式為：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑；由已知①可得，NaAlH4遇水能迅速發(fā)生反應，放出大量熱使生成的H2迅速膨脹而可能引起爆炸。

（2）由制備無水氯化鋁的裝置可知，A為“固-液”制Cl2裝置，B為除去Cl2中HCl的裝置，C為吸水干燥裝置，D為Al和Cl2反應裝置，E為收集AlCl3裝置。①因為AlCl3遇水能迅速反應，所以E中堿石灰的作用是：吸收剩余氯氣和防止空氣中的水蒸氣進入D中。②點燃裝置D處酒精燈之前，先打開裝置A中的分液漏斗，反應一段時間，使D中玻璃管充滿黃綠色氣體，從而排盡裝置內(nèi)的空氣。

（3）①若用上述裝置制備NaH，只要將A中試劑改為金屬鋅，B中用NaOH等堿性溶液除去揮發(fā)出的HCl氣體，D中試劑改為金屬鈉，就可以達到目的。②該裝置無法隔絕氧氣，，若操作不當，可能會使NaH中含有Na2O2雜質(zhì)；若氫氣不足，Na會有剩余。

（4）丙同學是用測氫氣體積的方法來測定NaH樣品純度的，甲裝置會導致內(nèi)部壓強大于大氣壓強，丙裝置無法測氫氣的體積，丁裝置與甲裝置類似，會導致結(jié)果偏大，故選乙裝置；若兩次測得的氫氣體積相同，則說明已冷卻至室溫。