题目内容

【题目】铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂,其合成线路如下图所示。

(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应,其反应的化学方程式为__________________________。

(2)AlCl3与NaH反应时,需将AlCl3溶于有机溶剂,再将得到的溶液滴加到NaH粉末上,此反应中NaH的转化率较低的原因是__________________________________________。

(3)实验室利用下图装置制取无水AlCl3。

①A中所盛装的试剂是_______________。

②点燃D处酒精灯之前需排除装置中的空气,其操作是____________________________

(4)改变A和D中的试剂就可以用该装置制取NaH,若装置中残留有氧气,制得的NaH中可能含有的杂质为____________ 。

(5)现设计如下四种装置,测定铝氢化钠粗产品(只含有NaH杂质)的纯度。

从简约性、准确性考虑,最适宜的装置是_________(填编号)。称取15.6g样品与水完全反应后,测得气体在标准状况下的体积为22.4L,样品中铝氢化钠的质量为___________。

【答案】NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑ 反应生成的NaCl覆盖在NaH表面,阻止AlCl3与NaH反应的进行。或:NaH为离子化合物,难溶于有机溶剂,使反应物难以接触发生反应 KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2等 打开分液漏斗活塞使A中发生反应,待D中充满黄绿色气体时点燃酒精灯 Na2O2 乙 10.8 g

【解析】

(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生偏铝酸钠和氢气;

(2)NaCl是离子化合物,和有机物之间互不相溶,所以反应生成的氯化钠沉淀在氢化钠表面,阻止了氯化铝和氢化钠进一步反应;

(3)氯化铝的制备是金属铝和氯气之间反应的产物,浓盐酸和高锰酸钾(氯酸钾或重铬酸钾)之间无条件的反应产物是氯气,但是金属铝易被氧气氧化而变质,所以点燃D处酒精灯之前需排除装置中的空气;

(4)金属钠和氢气之间化合可以得NaH,但是氢气中的氯化氢要除去,金属钠和氧气加热下会产生过氧化钠杂质;

(5)从简约性、准确性考虑,甲产生气体速率不均匀,丙丁导气管中含有大量氢气;依据方程式,根据固体质量和氢气之间关系式列方程式,计算得铝氢化钠质量。

(1)铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生偏铝酸钠和氢气,其反应的化学方程式为NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑,故答案为:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑;

(2)AlCl3与NaH反应时,需将AlCl3溶于有机溶剂,再将得到的溶液滴加到NaH粉末上,则生成的NaCl是离子化合物,和有机物之间互不相溶,所以反应生成的氯化钠沉淀在氢化钠表面,阻止了氯化铝和氢化钠进一步反应,导致NaH的转化率较低,故答案为:反应生成的氯化钠沉淀在氢化钠表面,阻止了氯化铝和氢化钠进一步反应;

(3)①氯化铝的制备是金属铝和氯气之间反应的产物,则装置A为制备氯气的发生装置,浓盐酸和高锰酸钾(氯酸钾或重铬酸钾)之间无条件的反应产物是氯气,所以A中所盛装的试剂的名称为高锰酸钾(氯酸钾或重铬酸钾),故答案为:高锰酸钾(氯酸钾或重铬酸钾);

②因为金属铝易被氧气氧化而变质,所以点燃D处酒精灯之前需排除装置中的空气,即打开分液漏斗的活塞使A中发生反应,待D中充满黄绿色的气体时点燃酒精灯,故答案为:打开分液漏斗的活塞使A中发生反应,待D中充满黄绿色的气体时点燃酒精灯;

(4)金属钠和氢气之间化合可以得NaH,但是氢气中的氯化氢要除去,金属钠和氧气加热下会产生过氧化钠杂质,故答案为:Na2O2;

(5)从简约性、准确性考虑,甲产生气体速率不均匀,丙丁导气管中含有大量氢气,所以这几个装置误差都较大,故选乙;15.6g样品与水反应的化学方程式为:NaAlH4+2H2O=

NaAlO2+4H2↑,NaH+H2O=NaOH+H2↑,设n(NaAlH4)=xmol、n(NaH)=ymol,由方程式结合题给数据得联立方程式:4x+y=1,54x+24y=15.6,解联立方程式可得x=y=0.2mol,则m(NaAlH4)=0.2mol×54g/mol=10.8g,故答案为:乙;10.8g。

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