Question

【題目】鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機合成的一種重要還原劑。一般的制備方法是將AlC13溶于有機溶劑，再把所得溶液滴加到NaH粉末上，可制得鋁氫化鈉。實驗要求和裝置如下，回答下列問題：

(1)制取鋁氫化鈉要在非水溶液中進行，主要原因是_______(用化學方程式表示)。用下列裝置制取少量鋁氫化鈉(含副產物處理)較為合理的是__________。

(2)對于原料A1C13的制取，某興趣小組設計了如下裝置：

①連接好裝置后，應進行的第一步操作是_________；為保證產物的純凈，應待D中__________(填現象)再加熱酒精燈。

②B裝置中盛裝飽和NaCl溶液，實驗開始后B中產生的現象是_________，選擇飽和NaCl溶液的理由是_____。

③C裝置的作用是_________；若無C裝置，試預測實驗后D中生成物除A1C13外可能還含有_________。(填化學式)

④上述裝置存在的明顯缺陷是_________。

Answer 1

【答案】NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或寫為NaH+H2O=NaOH+ H2↑) D 檢查裝置的氣密性 充滿黃綠色氣體時 白色晶體析出 既能除去HCl，又能降低Cl2的溶解度 干燥 Al2O3 沒有尾氣處理裝置，會造成大氣污染

【解析】

(1)鋁氫化鈉和氫化鈉中-1價的H均易與水反應，據此分析；根據反應物的狀態(tài)及反應條件選擇合適的裝置；

(2)用濃鹽酸與MnO2混合加熱制取制取Cl2，制得的Cl2中含有雜質HCl、H2O，先通過飽和食鹽水除去氯化氫雜質，然后通過濃硫酸進行干燥，然后使干燥的氯氣與金屬鋁在加熱時反應制取AlCl3，據此分析解答。

(1)鋁氫化鈉和氫化鈉中-1價的H均易與水反應，反應方程式為：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或寫為NaH+H2O=NaOH+ H2↑)，為防止變質，制取鋁氫化鈉必須在非水溶液中進行；AlC13的有機溶劑形成的溶液與NaH固體在室溫下發(fā)生反應AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl，裝置A、B都是固體物質加熱制取，物質的狀態(tài)、反應條件不符合，C、D從物質狀態(tài)可用于制取NaAlH4，但若AlCl3中含有少量結晶水或濕存水，用該氯化鋁制取NaAlH4時，就會同時產生密度比空氣小的氫氣，氫氣只能用向下排空氣的方法收集，裝置C中用的是向上排空氣方法，不適用于氫氣的收集，裝置D合適，故合理選項是D；

(2)①有氣體參加的化學反應，在連接裝置后，應進行的第一步操作是檢查裝置的氣密性；為保證產物的純凈，應待D中充滿黃綠色氣體時再加熱酒精燈，以趕走裝置中空氣，防止Al與裝置內空氣中的O2反應；

②飽和食鹽水中存在溶解平衡，氯氣在水中存在化學平衡。當HCl極易溶于水，溶于水后c(Cl-)增大，NaCl的溶解平衡和Cl2與水發(fā)生的可逆化學反應的平衡均向逆向移動，從而看到的現象是有白色晶體析出，該操作同時又降低了氯氣的溶解度；

③C裝置盛有濃硫酸，其作用是干燥氯氣；若無C裝置，潮濕的氯氣與Al在反應時，產生的AlCl3有少量與水反應，部分變?yōu)?/span>Al(OH)3和HCl，隨著水分的蒸發(fā)，HCl揮發(fā)，固體變?yōu)?/span>Al(OH)3，加熱Al(OH)3發(fā)生分解反應產生Al2O3，因此預測實驗后D中生成物除A1C13外可能還含有Al2O3；

(3)Cl2是有毒氣體，不能隨意排入大氣，否則會造成大氣污染，因此該裝置存在的明顯缺陷是沒有尾氣處理裝置，會造成大氣污染。