Question

【题目】SAH（NaAlH4）还原性非常强。纯的四氢铝钠是白色晶状固体，在干燥空气中相对稳定，但遇水即爆炸性分解，NaH遇水蒸气也发生剧烈反应。以铝合金废边脚料为原料（主要成分为Al，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等杂质）制备四氢铝钠：

请回答下列问题：

（1）滤渣1的主要成分为____________（填化学式）。试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等，其电子式为____________。

（2）已知废料接触面积、接触时间均相同，“酸浸”中铝元素浸出率与硫酸浓度的关系如图甲所示。当硫酸浓度大于C0mol/L时，浸出率降低的原因可能是__________________。

（3）滤液3可以循环利用，写出滤液2与滤液3反应的离子方程式__________________。

（4）NaAlH4与水反应的化学方程式为__________________。

（5）测定NaAlH4粗产品的纯度。

称取mgNaAlH4粗产品按如图乙所示装置进行实验，测定产品的纯度。

①“安全漏斗”中“安全”的含义是__________________。

②已知实验前C管读数为V1mL，向A中加入适量蒸馏水使NaAlH4完全反应，当A中反应完全后，冷却至室温后C管读数为V2mL（均折合成标准状况）。则该产品的纯度为_____________（用含m、V1和V1的代数式表示，忽略加入蒸馏水的体积）。

③若实验前读数时B管和C管液面相平，实验后读数时B管液面高于C管，则测得的结果_____________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

Answer 1

【答案】SiO2、PbSO4 硫酸浓度增大，铝片与硫酸发生钝化 加入液体能起液封作用，避免气体从漏斗中逸出 偏高

【解析】

用硫酸酸浸废料(主要成分为Al，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等杂质)，PbO与硫酸反应生成的PbSO4为沉淀，不溶于水，SiO2不溶，过滤，滤渣1为SiO2和PbSO4，滤液1含有Al3+、Fe3+、Mg2+，加入试剂A同时除去杂质离子Fe3+、Mg2+，并将Al3+转化为AlO2-，则试剂A为强碱，且应足量，滤渣2为Fe(OH)3、Mg(OH)2，滤液2含有AlO2-，通入过量的CO2，发生反应：AlO2- + CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，过滤得到Al(OH)3，滤液3含有HCO3-，将Al(OH)3转化为AlCl3，再进一步与NaH反应得到NaAlH4，据此分析作答。

(1)用硫酸酸浸废料时，PbO与硫酸反应生成的PbSO4为沉淀，不溶于水，SiO2与硫酸不反应，则滤渣1的主要成分为SiO2、PbSO4，试剂A为强碱，且试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等，则A为NaOH，其电子式为，故答案为：SiO2、PbSO4；；

(2)硫酸浓度增大，铝片与浓硫酸发生钝化，故当硫酸浓度大于C0mol/L时，铝元素浸出率降低，故答案为：硫酸浓度增大，铝片与硫酸发生钝化；

(3)滤液2含有AlO2，滤液3含有HCO3，AlO2与HCO3发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，该反应的离子方程式为，故答案为：；

(4)NaAlH4与水反应生成偏铝酸钠和氢气，故该反应的化学方程式为，故答案为：；

(5)①反应中生成气体，安全漏斗加入液体能起液封作用，避免气体从漏斗中逸出，故答案为：加入液体能起液封作用，避免气体从漏斗中逸出；

②生成的氢气体积为(V1V2)mL，根据反应，可得关系式，，故该产品的纯度为，故答案为：；

③读取气体体积前，使左右两管内液面相平，而且视线要平视，若反应结束后，读数时B管液面高于C管，存在液压差，导致测得的氢气体积偏大，测定结果偏高，故答案为：偏高。