Question

【題目】鋁氫化鈉（）是有機(jī)合成的重要還原劑，其合成線路如下圖所示。

（1）無(wú)水（升華）遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。

①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

②實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃______（填“”或“”）處酒精燈，當(dāng)觀察到____________時(shí)，再點(diǎn)燃另一處酒精燈。

③裝置中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是__________________，請(qǐng)結(jié)合方程式進(jìn)行解釋__________________。

④中試劑的作用是__________________。用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到和的作用，所裝填的試劑為__________________。

（2）制取鋁氫化鈉的化學(xué)方程式是__________________。

（3）改變和中的試劑就可以用該裝置制取NaH，NaH中氫元素化合價(jià)為______，若裝置中殘留有氧氣，制得的NaH中可能含有的雜質(zhì)為______。

（4）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。欲測(cè)定鋁氫化鈉粗產(chǎn)品（只含有NaH雜質(zhì)）的純度。稱取樣品與水完全反應(yīng)后，測(cè)得氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為，樣品中鋁氫化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O A 待D中充滿黃綠色氣體時(shí) 除Cl2中混有的HCl Cl2+H2OH++Cl-+HClO飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度較大，使平衡不容易正移，氯氣幾乎不溶解，但氯化氫可以溶解，所以可以除雜 防止G中水蒸氣進(jìn)入E使氯化鋁水解 堿石灰 AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl -1 NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ 0.69

【解析】

由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知，裝置A中二氧化錳和濃鹽酸共熱制得氯氣，用裝置B中飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫氣體，用裝置C中濃硫酸干燥氯氣，裝置D為氯化鋁的制備裝置，裝置E用于收集氯化鋁，用裝置F中濃硫酸吸收水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入裝置E中，導(dǎo)致氯化鋁水解，用裝置G中氫氧化鈉溶液吸收過(guò)量的氯氣，防止污染環(huán)境。由流程可知，實(shí)驗(yàn)制備得到的氯化鋁在特定條件下與氫化鈉反應(yīng)制得鋁氫化鈉。

（1）①裝置A中二氧化錳和濃鹽酸共熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O，故答案為：MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O；

②實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃A處酒精燈制備氯氣，利用反應(yīng)生成的氯氣排盡裝置中的空氣，防止空氣中氧氣干擾實(shí)驗(yàn)，待D中充滿黃綠色氣體時(shí)，再點(diǎn)燃D處酒精燈制備氯化鋁，故答案為：D中充滿黃綠色氣體時(shí)；

③因濃鹽酸具有揮發(fā)性，制得的氯氣中混有氯化氫，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去氯氣中混有的氯化氫氣體；選用飽和食鹽水的原因是，氯氣與水反應(yīng)為可逆反應(yīng)，存在如下平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO，飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度較大，使平衡逆向移動(dòng)，降低氯氣溶解度，使氯氣幾乎不溶解，但氯化氫極易溶于水，所以可以除雜，故答案為：除中混有的HCl；Cl2+H2OH++Cl-+HClO飽和氯化鈉溶液中氯離子濃度較大，使平衡不容易正移，氯氣幾乎不溶解，但氯化氫可以溶解，所以可以除雜；

④F中濃硫酸吸收水蒸氣，防止水蒸氣進(jìn)入裝置E中，導(dǎo)致氯化鋁水解，裝置G中氫氧化鈉溶液吸收過(guò)量的氯氣，防止污染環(huán)境，若用盛有堿石灰的干燥管代替F和G，可以達(dá)到相同的目的，故答案為：防止G中水蒸氣進(jìn)入E使氯化鋁水解；堿石灰；

（2）氯化鋁在特定條件下與氫化鈉反應(yīng)生成鋁氫化鈉和氯化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl，故答案為：AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl；

（3）若裝置A改為氫氣的制備裝置，D中的鈉與氫氣共熱可以制得氫化鈉，由化合價(jià)代數(shù)和為零可知?dú)浠�鈉中氫元素為—1價(jià)；若裝置中殘留有氧氣，氧氣與鈉共熱會(huì)反應(yīng)生成過(guò)氧化鈉，故答案為：-1；Na2O2；

（4）鋁氫化鈉遇水發(fā)生劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑；氫化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaH+H2O=NaOH+H2↑，標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氫氣的物質(zhì)的量為1mol，設(shè)鋁氫化鈉為xmol，氫化鈉為ymol，由化學(xué)方程式可得聯(lián)立方程式54x+24y=15.6①4x+y=1②，解得x=y=0.2，,則樣品中鋁氫化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≈0.69，故答案為：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑；0.69。