Question

【題目】鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機(jī)合成的一種重要還原劑。一般的制備方法是將AlC13溶于有機(jī)溶劑，再把所得溶液滴加到NaH粉末上，可制得鋁氫化鈉。實(shí)驗(yàn)要求和裝置如下，回答下列問(wèn)題：

(1)制取鋁氫化鈉要在非水溶液中進(jìn)行，主要原因是_______(用化學(xué)方程式表示)。用下列裝置制取少量鋁氫化鈉(含副產(chǎn)物處理)較為合理的是__________。

(2)對(duì)于原料A1C13的制取，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下裝置：

①連接好裝置后，應(yīng)進(jìn)行的第一步操作是_________；為保證產(chǎn)物的純凈，應(yīng)待D中__________(填現(xiàn)象)再加熱酒精燈。

②B裝置中盛裝飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后B中產(chǎn)生的現(xiàn)象是_________，選擇飽和NaCl溶液的理由是_____。

③C裝置的作用是_________；若無(wú)C裝置，試預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)后D中生成物除A1C13外可能還含有_________。(填化學(xué)式)

④上述裝置存在的明顯缺陷是_________。

Answer 1

【答案】NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或?qū)憺?/span>NaH+H2O=NaOH+ H2↑) D 檢查裝置的氣密性 充滿黃綠色氣體時(shí) 白色晶體析出 既能除去HCl，又能降低Cl2的溶解度 干燥 Al2O3 沒(méi)有尾氣處理裝置，會(huì)造成大氣污染

【解析】

(1)鋁氫化鈉和氫化鈉中-1價(jià)的H均易與水反應(yīng)，據(jù)此分析；根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇合適的裝置；

(2)用濃鹽酸與MnO2混合加熱制取制取Cl2，制得的Cl2中含有雜質(zhì)HCl、H2O，先通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫雜質(zhì)，然后通過(guò)濃硫酸進(jìn)行干燥，然后使干燥的氯氣與金屬鋁在加熱時(shí)反應(yīng)制取AlCl3，據(jù)此分析解答。

(1)鋁氫化鈉和氫化鈉中-1價(jià)的H均易與水反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或?qū)憺?/span>NaH+H2O=NaOH+ H2↑)，為防止變質(zhì)，制取鋁氫化鈉必須在非水溶液中進(jìn)行；AlC13的有機(jī)溶劑形成的溶液與NaH固體在室溫下發(fā)生反應(yīng)AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl，裝置A、B都是固體物質(zhì)加熱制取，物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)條件不符合，C、D從物質(zhì)狀態(tài)可用于制取NaAlH4，但若AlCl3中含有少量結(jié)晶水或濕存水，用該氯化鋁制取NaAlH4時(shí)，就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生密度比空氣小的氫氣，氫氣只能用向下排空氣的方法收集，裝置C中用的是向上排空氣方法，不適用于氫氣的收集，裝置D合適，故合理選項(xiàng)是D；

(2)①有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，在連接裝置后，應(yīng)進(jìn)行的第一步操作是檢查裝置的氣密性；為保證產(chǎn)物的純凈，應(yīng)待D中充滿黃綠色氣體時(shí)再加熱酒精燈，以趕走裝置中空氣，防止Al與裝置內(nèi)空氣中的O2反應(yīng)；

②飽和食鹽水中存在溶解平衡，氯氣在水中存在化學(xué)平衡。當(dāng)HCl極易溶于水，溶于水后c(Cl-)增大，NaCl的溶解平衡和Cl2與水發(fā)生的可逆化學(xué)反應(yīng)的平衡均向逆向移動(dòng)，從而看到的現(xiàn)象是有白色晶體析出，該操作同時(shí)又降低了氯氣的溶解度；

③C裝置盛有濃硫酸，其作用是干燥氯氣；若無(wú)C裝置，潮濕的氯氣與Al在反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的AlCl3有少量與水反應(yīng)，部分變?yōu)?/span>Al(OH)3和HCl，隨著水分的蒸發(fā)，HCl揮發(fā)，固體變?yōu)?/span>Al(OH)3，加熱Al(OH)3發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生Al2O3，因此預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)后D中生成物除A1C13外可能還含有Al2O3；

(3)Cl2是有毒氣體，不能隨意排入大氣，否則會(huì)造成大氣污染，因此該裝置存在的明顯缺陷是沒(méi)有尾氣處理裝置，會(huì)造成大氣污染。