Question

【題目】SAH（NaAlH4）還原性非常強(qiáng)。純的四氫鋁鈉是白色晶狀固體，在干燥空氣中相對穩(wěn)定，但遇水即爆炸性分解，NaH遇水蒸氣也發(fā)生劇烈反應(yīng)。以鋁合金廢邊腳料為原料（主要成分為Al，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等雜質(zhì)）制備四氫鋁鈉：

請回答下列問題：

（1）濾渣1的主要成分為____________（填化學(xué)式）。試劑A中溶質(zhì)的陰、陽離子所含電子數(shù)相等，其電子式為____________。

（2）已知廢料接觸面積、接觸時間均相同，“酸浸”中鋁元素浸出率與硫酸濃度的關(guān)系如圖甲所示。當(dāng)硫酸濃度大于C0mol/L時，浸出率降低的原因可能是__________________。

（3）濾液3可以循環(huán)利用，寫出濾液2與濾液3反應(yīng)的離子方程式__________________。

（4）NaAlH4與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

（5）測定NaAlH4粗產(chǎn)品的純度。

稱取mgNaAlH4粗產(chǎn)品按如圖乙所示裝置進(jìn)行實(shí)驗，測定產(chǎn)品的純度。

①“安全漏斗”中“安全”的含義是__________________。

②已知實(shí)驗前C管讀數(shù)為V1mL，向A中加入適量蒸餾水使NaAlH4完全反應(yīng)，當(dāng)A中反應(yīng)完全后，冷卻至室溫后C管讀數(shù)為V2mL（均折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況）。則該產(chǎn)品的純度為_____________（用含m、V1和V1的代數(shù)式表示，忽略加入蒸餾水的體積）。

③若實(shí)驗前讀數(shù)時B管和C管液面相平，實(shí)驗后讀數(shù)時B管液面高于C管，則測得的結(jié)果_____________（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】SiO2、PbSO4 硫酸濃度增大，鋁片與硫酸發(fā)生鈍化 加入液體能起液封作用，避免氣體從漏斗中逸出 偏高

【解析】

用硫酸酸浸廢料(主要成分為Al，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、PbO和SiO2等雜質(zhì))，PbO與硫酸反應(yīng)生成的PbSO4為沉淀，不溶于水，SiO2不溶，過濾，濾渣1為SiO2和PbSO4，濾液1含有Al3+、Fe3+、Mg2+，加入試劑A同時除去雜質(zhì)離子Fe3+、Mg2+，并將Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2-，則試劑A為強(qiáng)堿，且應(yīng)足量，濾渣2為Fe(OH)3、Mg(OH)2，濾液2含有AlO2-，通入過量的CO2，發(fā)生反應(yīng)：AlO2- + CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，過濾得到Al(OH)3，濾液3含有HCO3-，將Al(OH)3轉(zhuǎn)化為AlCl3，再進(jìn)一步與NaH反應(yīng)得到NaAlH4，據(jù)此分析作答。

(1)用硫酸酸浸廢料時，PbO與硫酸反應(yīng)生成的PbSO4為沉淀，不溶于水，SiO2與硫酸不反應(yīng)，則濾渣1的主要成分為SiO2、PbSO4，試劑A為強(qiáng)堿，且試劑A中溶質(zhì)的陰、陽離子所含電子數(shù)相等，則A為NaOH，其電子式為，故答案為：SiO2、PbSO4；；

(2)硫酸濃度增大，鋁片與濃硫酸發(fā)生鈍化，故當(dāng)硫酸濃度大于C0mol/L時，鋁元素浸出率降低，故答案為：硫酸濃度增大，鋁片與硫酸發(fā)生鈍化；

(3)濾液2含有AlO2，濾液3含有HCO3，AlO2與HCO3發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸根離子，該反應(yīng)的離子方程式為，故答案為：；

(4)NaAlH4與水反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，故答案為：；

(5)①反應(yīng)中生成氣體，安全漏斗加入液體能起液封作用，避免氣體從漏斗中逸出，故答案為：加入液體能起液封作用，避免氣體從漏斗中逸出；

②生成的氫氣體積為(V1V2)mL，根據(jù)反應(yīng)，可得關(guān)系式，，故該產(chǎn)品的純度為，故答案為：；

③讀取氣體體積前，使左右兩管內(nèi)液面相平，而且視線要平視，若反應(yīng)結(jié)束后，讀數(shù)時B管液面高于C管，存在液壓差，導(dǎo)致測得的氫氣體積偏大，測定結(jié)果偏高，故答案為：偏高。