Question

【题目】NaAlH4(四氢铝钠)是有机合成的重要还原剂。某小组以铝合金厂的废边脚料为原料(主要成分为Al，含有少量Al2O3、Fe2O3，MgO和SiO2、等杂质制备四氢铝钠的工艺流程如下：

资料显示：NaH、NaAlH4遇水蒸气发生剧烈反应。

请回答下列问题：

(1) NaAlH4中氢元素的化合价为___________。

(2)试剂A中溶质的阴、阳离子所含电子数相等，其电子式为___________。在空气中灼烧滤渣2，得到的固体的主要成分为___________(填化学式)。

(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)实验前要保证NaH与AlC13反应的装置干燥，其目的是___________________。

(5)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所示。当硫酸浓度大于 C0 mol·L－1时，浸出率降低的原因可能是___________。

(6)测定NaAlH4粗产品的纯度。

称取 m g NaAlH4粗产品按如图所示装置进行实验，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B管读数为xmL，向A中加入足量蒸馏水，当A中反应完全后，冷却至室温B管读数为ymL(均折合成标准状况)。则该产品的纯度为___________(用含m、x和y的代数式表示)。

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

Answer 1

【答案】-1价 Fe2O3、MgO AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32- 防止NaH、NaAlH4与水蒸气反应 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 偏低

【解析】

(1)根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算；

(2)试剂A为强碱，将铝元素转化成偏铝酸盐，由于试剂A中溶质的阴离了和阳离子所含电子数相等，则试剂A为氢氧化钠。滤渣1的主要成分是二氧化硅，滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化镁。在空气中灼烧生成氧化铁、氧化镁；

(3)偏铝酸钠和碳酸氢钠反应类似于较强酸制备较弱酸；

(4)NaH、NaAlH4均能够与水蒸气反应；

(5)浓硫酸与铝片发生纯化，反应减慢；

(6)①“安全"的含义是避免气体逸出。从安全漏斗的结构看出，上部液体不能完全滴入烧瓶，起到了液封作用；

②根据反应NaAlH4+H2O=NaAlO2+4H2↑进行求算；

读数时C管液面高于B管，存在液压差，导致测得的H2的体积（y）偏小，使结果偏低。

(1) NaAlH4中钠元素为+1价，铝元素为+3价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，则氢元素的化合价为-1价；

(2)试剂A为强碱，将铝元素转化成偏铝酸盐，由于试剂A中溶质的阴离了和阳离子所含电子数相等，则试剂A为氢氧化钠。其电子式为；

滤渣1的主要成分是二氧化硅，滤渣2的主要成分是氢氧化铁和氢氧化镁。在空气中灼烧生成Fe2O3、MgO；

(3)偏铝酸钠和碳酸氢钠反应类似于较强酸制备较弱酸，滤液2与滤液3反应的离子方程式为AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-；

(4)NaH、NaAlH4均能够与水蒸气反应，实验前要保证NaH与AlC13反应的装置干燥，其目的是防止NaH、NaAlH4与水蒸气反应；

(5)浓硫酸与铝片发生纯化，反应减慢，浸出率降低；

(6)①“安全"的含义是避免气体逸出。从安全漏斗的结构看出，上部液体不能完全滴入烧瓶，起到了液封作用，避免气体逸出；

②NaAlH4+H2O=NaAlO2+4H2↑

n(H2)=，n(NaAlH4)=，

(NaAlH4)=。若反应完后，读数时C管液面高于B管，存在液压差，导致测得的H2的体积（y）偏小，使结果偏低。