Question

1．硼氢化钠（NaBH₄）广泛用于精细有机合成．Bayer法合成硼氢化钠流程图如下：

（1）“合成”时，可在图1所示的反应釜中进行．
①从煤油中取出金属钠需先用滤纸吸干，再用石油醚洗涤，其目的是除去表面的煤油．
②通氢气前需先通入氮气的目的是除去装置中的水蒸气和空气，防止原料及产品分解及氧化．
③合成反应的化学方程式为NaBO₂+2SiO₂+4Na+2H₂═NaBH₄+2Na₂SiO₃．
（2）“萃取”时，可在图2中进行，该仪器名称为索氏提取器．
（3）实验中可以循环使用的位置是异丙胺；对所得产品进行分析得图3图谱，该图谱名称为X-射线衍射谱．

Answer 1

分析 NaBO₂、SiO₂、Na和H₂在一定条件下反应生成NaBH₄、Na₂SiO₃，NaBH₄常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH₄水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；NaBH₄可溶于异丙胺，Na₂SiO₃不溶于异丙胺，难溶性固体和溶液采用过滤方法分离，通过过量得到滤液和滤渣，滤渣成分是Na₂SiO₃；异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH₄，
（1）①石油醚与煤油互溶，用石油醚除去钠表面的煤油；
②NaBH₄常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH₄水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；
钠极易和空气中氧气、和水反应；
③根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为NaBO₂+2SiO₂+4Na+2H₂═NaBH₄+2Na₂SiO₃，
（2）图2，该仪器是索氏提取器；
（3）将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH₄，异丙胺又可以溶解硼氢化钠；图3是X-射线衍射谱．

解答 解：NaBO₂、SiO₂、Na和H₂在一定条件下反应生成NaBH₄、Na₂SiO₃，NaBH₄常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH₄水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；NaBH₄可溶于异丙胺，Na₂SiO₃不溶于异丙胺，难溶性固体和溶液采用过滤方法分离，通过过量得到滤液和滤渣，滤渣成分是Na₂SiO₃；异丙胺沸点：33℃，将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH₄，
（1）①石油醚与煤油互溶，用石油醚洗涤金属钠，可以除去钠表面的煤油；
故答案为：除去表面的煤油；
②NaBH₄常温下能与水反应，且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象，为防止NaBH₄水解、防止产生安全事故，需要将装置中的空气和水蒸气排出；
钠极易和空气中氧气、和水反应；
故答案为：除去反应器中的水蒸气和空气，防止原料及产品分解及氧化；
③该反应中H元素化合价由0价变为-1价、Na元素化合价由0价变为+1价，转移电子总数为4，
根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为NaBO₂+2SiO₂+4Na+2H₂═NaBH₄+2Na₂SiO₃，
故答案为：NaBO₂+2SiO₂+4Na+2H₂═NaBH₄+2Na₂SiO₃；
（2）图2，该仪器是索氏提取器．故答案为：索氏提取器；
（3）将滤液采用蒸馏的方法分离，得到异丙胺和固体NaBH₄，异丙胺又可以溶解硼氢化钠；图3是X-射线衍射谱；
故答案为：异丙胺；X-射线衍射谱．

点评 本题考查物质制备实验方案设计，为高频考点，侧重考查学生分析推断及知识综合应用能力，涉及物质分离提纯、氧化还原反应、实验基本操作等知识点，综合性较强且较基础，难点是分析流程图中发生的反应、基本操作等，题目难度中等．