Question

10．铝氢化钠（NaAlH₄）时有机合成的重要还原剂．某课题组经查阅资料后设计合成铝氢化钠的流程如图所示．
已知：①AlCl₃、NaH、NaAlH₄遇水都能迅速发生反应．
②常温下，可用高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙等与浓盐酸反应制取氯气．
（1）铝氢化钠遇水发生剧烈反应，甚至可能发生爆炸，其原因是反应放出大量热量使生成的H₂迅速膨胀而爆炸．写出铝氢化钠与水反应的化学方程式NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．
（2）甲同学设计实验制备无水氯化铝的装置如图1所示．

①装置E中干燥管的作用是吸收剩余的氯气并避免空气中的水蒸气进入D中．
②点燃装置D处酒精灯之前 需先排尽装置内的空气，其操作方法是先将装置A中的分液漏斗打开，反应一段时间，使D中玻璃管充满黄绿色体．
（3）乙同学分析甲同学设计的装置后，认为只改变A、B、D中的试剂就可以用甲同学设计的装置制备NaH．
①试管B中的试剂改为NaOH溶液．
②若操作不当，则制得的NaH产品中可能含有的杂质有Na₂O₂（或Na等其他合理答案）．
（4）丙同学设计如图33种装置测定铝氢化钠样品的纯度（假设杂质不参与反应）．从易操作性、准确性角度考虑，宜选装置乙．如何判断铝氢化钠与水完全反应：连续两次读数的氢气体积相等．

Answer 1

分析 （1）铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生偏铝酸钠和氢气，根据反应放热和氢气爆炸分析；
（2）A装置制取氯气，B装置用饱和食盐水吸收氯化氢气体，C中装置有浓硫酸干燥氯气，D装置中是氯气与铝在加热条件下生成氯化铝，反应的尾气是氯气会污染空气，所以E装置中用碱石灰吸收氯气尾气，且吸收空气中的水蒸气，实验时应先在装置中通一会儿氯气，将装置中的空气排尽，以除去装置中的水分，
①氯化铝易遇水反应过量的氯气污染空气，据此分析；
②氯气充满装置即为排尽空气；
（3）①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，选择氢氧化钠溶液；
②金属钠和氧气加热下会产生过氧化钠杂质；
（4）由反应原理得，测定铝氢化钠样品的纯度即通过测定铝氢化钠与水反应生成的氢气的量计算铝氢化钠的量，从而计算其纯度．

解答 解：（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↑，反应放出大量热量使生成的H₂迅速膨胀而爆炸；
故答案为：反应放出大量热量使生成的H₂迅速膨胀而爆炸；NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑；
（2）①氯气污染空气，同时由题氯化铝易与水反应，E装置中的碱石灰吸收剩余的氯气并避免空气中的水蒸气进入D中；
故答案为：吸收剩余的氯气并避免空气中的水蒸气进入D中；
②点燃装置D处酒精灯之前，先将装置A中的分液漏斗打开，反应一段时间，使D中玻璃管充满黄绿色体，排尽装置内的空气；
故答案为：先将装置A中的分液漏斗打开，反应一段时间，使D中玻璃管充满黄绿色体；
（3）①金属钠和氢气之间化合可以得NaH，A中由金属与盐酸制备氢气，生成的氢气中氯化氢应用碱性试剂除去，如氢氧化钠，则B中试剂为NaOH溶液；
故答案为：NaOH溶液；
②金属钠和氧气加热下会产生过氧化钠杂质以及过量的Na；
故答案为：Na₂O₂（或Na等其他合理答案）；
（4）由反应原理得，测定铝氢化钠样品的纯度即通过测定铝氢化钠与水反应生成的氢气的量计算铝氢化钠的量，从而计算其纯度，所以从简约性、准确性考虑，最甲没有使用恒压漏斗，测出的氢气有误差；C、D采用排水法收集氢气，由于导管中会有残留，导致测出的氢气有误差，适宜的方案是乙；通过连续两次读数的氢气体积相等，说明铝氢化钠与水完全反应，冷却至室温；
故答案为：乙；连续两次读数的氢气体积相等．

点评 本题考查知识点较多，涉及方程式的书写、装置图的选择、物质的制备和除杂等元素化合物的性质，属于拼合型题目，需要学生具备扎实的基础，难度中等．