Question

【題目】鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機合成的重要還原劑，其合成線路如圖所示：

(1)已知無水AlCl3在潮濕的空氣中極易水解。某實驗小組利用圖中部分裝置制備無水AlCl3。

①實驗小組的實驗裝置，按氣流方向連接各儀器接口，順序為：__→fg。

②裝置E的作用是__，裝置F中應(yīng)盛裝的試劑是__

(2)AlCl3與NaH反應(yīng)時，需將AlCl3溶于有機溶劑，再將得到的溶液滴加到NaH粉末上，此反應(yīng)中NaH的轉(zhuǎn)化率較低的可能原因是__

(3)利用鋁氫化鈉遇水反應(yīng)生成的氫氣的體積測定鋁氫化鈉樣品純度。

①其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__

②現(xiàn)設(shè)計如圖四種裝置測定鋁氫化鈉樣品的純度(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng))。

從簡約性、準(zhǔn)確性考慮，最適宜的方案是__(填編號)

③取樣品ag，若實驗測得氫氣的體積為VmL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，則鋁氫化鈉樣品純度為__(用代數(shù)式表示)

Answer 1

【答案】a＇→ih→de→bc 吸收Cl2尾氣并防止外界水蒸氣進入 飽和食鹽水 反應(yīng)生成的NaCl沉淀覆蓋在NaH表面，阻止了反應(yīng)的進行 NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ 乙 ×100%

【解析】

(1)根據(jù)圖示，二氧化錳與濃鹽酸的反應(yīng)需要加熱，A裝置不能選用，選用B裝置用于制取氯氣，F裝置中用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，D中裝置中濃硫酸用于干燥氯氣，C裝置中發(fā)生氯氣與鋁在加熱條件下生成氯化鋁的反應(yīng)，實驗中的尾氣是氯氣，會污染空氣，所以E裝置中用堿石灰吸收尾氣，且吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進入裝置C中，據(jù)此分析解答；

(2) 離子化合物一般在有機溶劑中的溶解度較小，反應(yīng)生成的NaCl沉淀覆蓋在NaH表面，據(jù)此分析解答；

(3)①鋁氫化鈉遇水生成氫氣，根據(jù)原子守恒，還應(yīng)該生成偏鋁酸鈉；②測定鋁氫化鈉樣品的純度，就是通過鋁氫化鈉遇水反應(yīng)生成氫氣，準(zhǔn)確測定氫氣的體積，結(jié)合各裝置的特點從裝置的簡約性、準(zhǔn)確性角度分析判斷；③生成的氣體為氫氣，結(jié)合反應(yīng)方程式分析計算。

(1)①根據(jù)圖示，B裝置是制取氯氣，F裝置應(yīng)該用飽和食鹽水吸收氯化氫氣體，D中裝置中濃硫酸用于干燥氯氣，C裝置中發(fā)生氯氣與鋁在加熱條件下生成氯化鋁，實驗尾氣中的氯氣會污染空氣，所以E裝置中用堿石灰吸收氯氣尾氣，并吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進入裝置C中，則儀器接口為a＇→ih→de→bc→fg，故答案為：a＇→ih→de→bc；

②裝置E中用堿石灰吸收氯氣尾氣，并吸收空氣中的水蒸氣，防止水蒸氣進入裝置C中，裝置F中應(yīng)盛裝飽和NaCl溶液，用于吸收氯化氫氣體，故答案為：吸收Cl2尾氣，并防止空氣中的水蒸氣進入裝置C；飽和食鹽水；

(2)AlCl3與NaH反應(yīng)時，將AlCl3溶于有機溶劑，再將得到的溶液滴加到NaH粉末上，反應(yīng)生成的NaCl沉淀在NaH表面，阻止了AlCl3和NaH進一步反應(yīng)，使得反應(yīng)中NaH的轉(zhuǎn)化率較低，故答案為：反應(yīng)生成的NaCl沉淀在NaH表面，阻止了AlCl3和NaH進一步反應(yīng)；

(3)①鋁氫化鈉遇水反應(yīng)生成的氫氣，依據(jù)原子守恒和反應(yīng)的原理，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑，故答案為：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑；

②測定鋁氫化鈉樣品的純度，就是通過鋁氫化鈉遇水反應(yīng)生成氫氣，準(zhǔn)確測定氫氣的體積，甲中錐形瓶中壓強會變大，可能液體不能順利流下，導(dǎo)致鋁氫化鈉或許不能完全反應(yīng)，丙裝置中導(dǎo)管中可能有水，測定的氣體體積不準(zhǔn)確，丁裝置中燒瓶中壓強可能會變大，且氫氣體積讀數(shù)不方便，所給的裝置中乙的裝置壓強可以保持不變，可以較準(zhǔn)確的測定氫氣體積，所以適宜的方案是乙， 故答案為：乙；

③實驗測得氫氣的體積為VmL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，其物質(zhì)的量為=mol，根據(jù)NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑知，鋁氫化鈉為×mol，則鋁氫化鈉樣品純度為×100%=×100%，故答案為：×100%。