Question

【題目】NaAlH4(四氫鋁鈉)是有機(jī)合成的重要還原劑。某小組以鋁合金廠的廢邊腳料為原料(主要成分為Al，含有少量Al2O3、Fe2O3，MgO和SiO2、等雜質(zhì)制備四氫鋁鈉的工藝流程如下：

資料顯示：NaH、NaAlH4遇水蒸氣發(fā)生劇烈反應(yīng)。

請回答下列問題：

(1) NaAlH4中氫元素的化合價(jià)為___________。

(2)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___________。在空氣中灼燒濾渣2，得到的固體的主要成分為___________(填化學(xué)式)。

(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)實(shí)驗(yàn)前要保證NaH與AlC13反應(yīng)的裝置干燥，其目的是___________________。

(5)已知廢料接觸面積、接觸時(shí)間均相同，“酸浸”中鋁元素浸出率與硫酸濃度的關(guān)系如圖所示。當(dāng)硫酸濃度大于 C0 mol·L－1時(shí)，浸出率降低的原因可能是___________。

(6)測定NaAlH4粗產(chǎn)品的純度。

稱取 m g NaAlH4粗產(chǎn)品按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(yàn)前B管讀數(shù)為xmL，向A中加入足量蒸餾水，當(dāng)A中反應(yīng)完全后，冷卻至室溫B管讀數(shù)為ymL(均折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該產(chǎn)品的純度為___________(用含m、x和y的代數(shù)式表示)。

③若實(shí)驗(yàn)前讀數(shù)時(shí)B管和C管液面相平，實(shí)驗(yàn)后讀數(shù)時(shí)B管液面低于C管，則測得的結(jié)果___________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)

Answer 1

【答案】-1價(jià) Fe2O3、MgO AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32- 防止NaH、NaAlH4與水蒸氣反應(yīng) 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 偏低

【解析】

(1)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0進(jìn)行計(jì)算；

(2)試劑A為強(qiáng)堿，將鋁元素轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽，由于試劑A中溶質(zhì)的陰離了和陽離子所含電子數(shù)相等，則試劑A為氫氧化鈉。濾渣1的主要成分是二氧化硅，濾渣2的主要成分是氫氧化鐵和氫氧化鎂。在空氣中灼燒生成氧化鐵、氧化鎂；

(3)偏鋁酸鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)類似于較強(qiáng)酸制備較弱酸；

(4)NaH、NaAlH4均能夠與水蒸氣反應(yīng)；

(5)濃硫酸與鋁片發(fā)生純化，反應(yīng)減慢；

(6)①“安全"的含義是避免氣體逸出。從安全漏斗的結(jié)構(gòu)看出，上部液體不能完全滴入燒瓶，起到了液封作用；

②根據(jù)反應(yīng)NaAlH4+H2O=NaAlO2+4H2↑進(jìn)行求算；

讀數(shù)時(shí)C管液面高于B管，存在液壓差，導(dǎo)致測得的H2的體積（y）偏小，使結(jié)果偏低。

(1) NaAlH4中鈉元素為+1價(jià)，鋁元素為+3價(jià)，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，則氫元素的化合價(jià)為-1價(jià)；

(2)試劑A為強(qiáng)堿，將鋁元素轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽，由于試劑A中溶質(zhì)的陰離了和陽離子所含電子數(shù)相等，則試劑A為氫氧化鈉。其電子式為；

濾渣1的主要成分是二氧化硅，濾渣2的主要成分是氫氧化鐵和氫氧化鎂。在空氣中灼燒生成Fe2O3、MgO；

(3)偏鋁酸鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)類似于較強(qiáng)酸制備較弱酸，濾液2與濾液3反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-；

(4)NaH、NaAlH4均能夠與水蒸氣反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)前要保證NaH與AlC13反應(yīng)的裝置干燥，其目的是防止NaH、NaAlH4與水蒸氣反應(yīng)；

(5)濃硫酸與鋁片發(fā)生純化，反應(yīng)減慢，浸出率降低；

(6)①“安全"的含義是避免氣體逸出。從安全漏斗的結(jié)構(gòu)看出，上部液體不能完全滴入燒瓶，起到了液封作用，避免氣體逸出；

②NaAlH4+H2O=NaAlO2+4H2↑

n(H2)=，n(NaAlH4)=，

(NaAlH4)=。若反應(yīng)完后，讀數(shù)時(shí)C管液面高于B管，存在液壓差，導(dǎo)致測得的H2的體積（y）偏小，使結(jié)果偏低。