Question

10．鋁氫化鈉（NaAlH₄）時(shí)有機(jī)合成的重要還原劑．某課題組經(jīng)查閱資料后設(shè)計(jì)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(yīng)．
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(yīng)制取氯氣．
（1）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)，甚至可能發(fā)生爆炸，其原因是反應(yīng)放出大量熱量使生成的H₂迅速膨脹而爆炸．寫(xiě)出鋁氫化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．
（2）甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備無(wú)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(jìn)入D中．
②點(diǎn)燃裝置D處酒精燈之前 需先排盡裝置內(nèi)的空氣，其操作方法是先將裝置A中的分液漏斗打開(kāi)，反應(yīng)一段時(shí)間，使D中玻璃管充滿黃綠色體．
（3）乙同學(xué)分析甲同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置后，認(rèn)為只改變A、B、D中的試劑就可以用甲同學(xué)設(shè)計(jì)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(dāng)，則制得的NaH產(chǎn)品中可能含有的雜質(zhì)有Na₂O₂（或Na等其他合理答案）．
（4）丙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖33種裝置測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度（假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．從易操作性、準(zhǔn)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(yīng)：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(yīng)產(chǎn)生偏鋁酸鈉和氫氣，根據(jù)反應(yīng)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(yīng)的尾氣是氯氣會(huì)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(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先在裝置中通一會(huì)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(yīng)過(guò)量的氯氣污染空氣，據(jù)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(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化鈉雜質(zhì)；
（4）由反應(yīng)原理得，測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度即通過(guò)測(cè)定鋁氫化鈉與水反應(yīng)生成的氫氣的量計(jì)算鋁氫化鈉的量，從而計(jì)算其純度．

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↑，反應(yīng)放出大量熱量使生成的H₂迅速膨脹而爆炸；
故答案為：反應(yīng)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(shí)由題氯化鋁易與水反應(yīng)，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(jìn)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(jìn)入D中；
②點(diǎn)燃裝置D處酒精燈之前，先將裝置A中的分液漏斗打開(kāi)，反應(yīng)一段時(shí)間，使D中玻璃管充滿黃綠色體，排盡裝置內(nèi)的空氣；
故答案為：先將裝置A中的分液漏斗打開(kāi)，反應(yīng)一段時(shí)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(yīng)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(huì)產(chǎn)生過(guò)氧化鈉雜質(zhì)以及過(guò)量的Na；
故答案為：Na₂O₂（或Na等其他合理答案）；
（4）由反應(yīng)原理得，測(cè)定鋁氫化鈉樣品的純度即通過(guò)測(cè)定鋁氫化鈉與水反應(yīng)生成的氫氣的量計(jì)算鋁氫化鈉的量，從而計(jì)算其純度，所以從簡(jiǎn)約性、準(zhǔn)確性考慮，最甲沒(méi)有使用恒壓漏斗，測(cè)出的氫氣有誤差；C、D采用排水法收集氫氣，由于導(dǎo)管中會(huì)有殘留，導(dǎo)致測(cè)出的氫氣有誤差，適宜的方案是乙；通過(guò)連續(xù)兩次讀數(shù)的氫氣體積相等，說(shuō)明鋁氫化鈉與水完全反應(yīng)，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(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)較多，涉及方程式的書(shū)寫(xiě)、裝置圖的選擇、物質(zhì)的制備和除雜等元素化合物的性質(zhì)，屬于拼合型題目，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．