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中應盛裝的試劑是__

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

(3)利用鋁氫化鈉遇水反應生成的氫氣的體積測定鋁氫化鈉樣品純度。

①其反應的化學方程式為__

②現設計如圖四種裝置測定鋁氫化鈉樣品的純度(假設雜質不參與反應)。

從簡約性、準確性考慮，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(標準狀態)，則鋁氫化鈉樣品純度為__(用代數式表示)

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 反應生成的NaCl沉淀覆蓋在NaH表面，阻止了反應的進行 NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ 乙 ×100%

【解析】

(1)根據圖示，二氧化錳與濃鹽酸的反應需要加熱，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裝置中發生氯氣與鋁在加熱條件下生成氯化鋁的反應，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，反應生成的NaCl沉淀覆蓋在NaH表面，據此分析解答；

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

(1)①根據圖示，B裝置是制取氯氣，F裝置應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，反應生成的NaCl沉淀在NaH表面，阻止了AlCl3和NaH進一步反應，使得反應中NaH的轉化率較低，故答案為：反應生成的NaCl沉淀在NaH表面，阻止了AlCl3和NaH進一步反應；

(3)①鋁氫化鈉遇水反應生成的氫氣，依據原子守恒和反應的原理，反應的化學方程式為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生成氫氣，準確測定氫氣的體積，甲中錐形瓶中壓強會變大，可能液體不能順利流下，導致鋁氫化鈉或許不能完全反應，丙裝置中導管中可能有水，測定的氣體體積不準確，丁裝置中燒瓶中壓強可能會變大，且氫氣體積讀數不方便，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(標準狀態)，其物質的量為=mol，根據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%。