题目内容
【题目】氢化铝锂(IiAlH4)是有机合成中的重要还原剂。某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度。已知: 氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应,并产生同一种气体。
回答下列问题:
I.制备氢化锂(IiH)
选择图1中的装置制备氢化锂(必要时可重复使用):
(1)装置D中NaOH溶液的作用是________________________________________。
(2)装置的连接顺序(从左至石)为A→__________________________________。
(3)检验好装置的气密性,点燃酒精灯前需进行的实验操作是____________________________________。
II.制备氢化铝理
1947 年,Schlesinger、Bond 和Finholt首次制得氢化铝理,其方法是使氢化锂与无水三氯化铝按定比例在乙醚中混合,搅拌,充分反应后,经一系列操作得到LiAlH4晶体。
(4)将乙醚换为去离子水是否可行,请简述理出:____________________________________。
(5)氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式为___________________________________。
III.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度。
(6)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好约品(Y形管中的蒸馏水足量,为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸,蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂),启动反应的操作是_________________。读数之前,上下移功量气管在右侧的容器,使量气管左、右两侧的液面在同一水平而上,其目的是___________________________。
(7)标准状况下,反应前量气管读数为V1mL,反应完毕并冷却之后,量气管读数为V2mL。该样品的纯度为_____________________(用含a、V1、V2的代数式表示)。若起始读数时俯视刻度线,测得的结果将___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】 除去H2中混有的H2S DBCBE 打开装置A中分液漏斗的活塞和玻璃塞,一段时间后,用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯 不可行,因为氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应 4LiH+AlCl3==LiAlH4+3LiC1 倾斜Y形管,将蒸馏水注入ag产品中 使量气管内气体的压强与大气压强相等 {[19(V2–V1)]/448a}% 偏高
【解析】选择图1中的装置制备氢化锂,应该利用装置A制取氢气,但制得氢气中含有硫化氢及水蒸气,通过装置D中氢氧化钠溶液与硫化氢反应除去氢气中的硫化氢,再通过装置B浓硫酸干燥得到纯净干燥的氢气,氢气与锂在加热条件下反应生成氢化锂,再连接装置B防止空气中的水蒸气进入装置C,最后将未反应的氢气收集起来以免遇明火发生爆炸。(1)装置D中NaOH溶液的作用是除去H2中混有的H2S;(2)装置的连接顺序(从左至石)为A→DBCBE;(3)检验好装置的气密性,点燃酒精灯前需进行的实验操作是打开装置A中分液漏斗的活塞和玻璃塞,一段时间后,用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯;(4)将乙醚换为去离子水不可行,因为氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应;(5)氢化锂与无水三氯化铝反应生成LiAlH4和LiC1,反应的化学方程式为4LiH+AlCl3==LiAlH4+3LiC1;(6) Y形管中的蒸馏水足量,为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸,蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂,启动反应的操作是倾斜Y形管,将蒸馏水注入ag产品中;读数之前,上下移功量气管在右侧的容器,使量气管左、右两侧的液面在同一水平而上,其目的是使量气管内气体的压强与大气压强相等;(7)根据反应LiAlH4+2H2O==4H2↑+LiAlO2可知,样品的纯度为;若起始读数时俯视刻度线,测得体积读数偏大,测定结果将偏高。
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【题目】钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如下(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质)。
已知:①物质溶解性:LiF难溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答:
(1)步骤Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是__________。
(2)写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式:______。
(3)步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过______;废渣中的主要成分除了LiF外,还有______。
(4)NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是______。
(5)在空气中加热5.49 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如表。
温度范围/℃ | 固体质量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
①加热到210 ℃时,固体质量减轻的原因是__________。
②经测定,加热到210~290 ℃过程中的生成物只有CO2和钴的氧化物span>,此过程发生反应的化学方程式为___________。[已知M(CoC2O4·2H2O)=183 g·mol-1]