Question

铝氢化钠(NaAlH₄)是有机合成的一种重要还原剂。一般的制备方法是将AlC1₃溶于有机溶剂，再把所得溶液滴加到NaH粉末上，可制得铝氢化钠。实验要求和装置如下，回答下列问题：

(1)制取铝氢化钠要在非水溶液中进行，主要原因是_______(用化学方程式表示)。用下列装置制取少量铝氢化钠(含副产物处理)较为合理的是__________。

(2)对于原料A1C1₃的制取，某兴趣小组设计了如下装置：

①连接好装置后，应进行的第一步操作是_________；为保证产物的纯净，应待D中__________(填现象)再加热酒精灯。

②B装置中盛装饱和NaCl溶液，实验开始后B中产生的现象是_________，选择饱和NaCl溶液的理由是_____。

③C装置的作用是_________；若无C装置，试预测实验后D中生成物除A1C1₃外可能还含有_________。(填化学式)

④上述装置存在的明显缺陷是_________。

Answer

NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或写为NaH+H2O=NaOH+ H2↑) D 检查装置的气密性 充满黄绿色气体时 白色晶体析出 既能除去HCl，又能降低Cl2的溶解度 干燥 Al2O3 没有尾气处理装置，会造成大气污染

【解析】

(1)铝氢化钠和氢化钠中-1价的H均易与水反应，据此分析；根据反应物的状态及反应条件选择合适的装置；

(2)用浓盐酸与MnO2混合加热制取制取Cl2，制得的Cl2中含有杂质HCl、H2O，先通过饱和食盐水除去氯化氢杂质，然后通过浓硫酸进行干燥，然后使干燥的氯气与金属铝在加热时反应制取AlCl3，据此分析解答。

(1)铝氢化钠和氢化钠中-1价的H均易与水反应，反应方程式为：NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或写为NaH+H2O=NaOH+ H2↑)，为防止变质，制取铝氢化钠必须在非水溶液中进行；AlC13的有机溶剂形成的溶液与NaH固体在室温下发生反应AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl，装置A、B都是固体物质加热制取，物质的状态、反应条件不符合，C、D从物质状态可用于制取NaAlH4，但若AlCl3中含有少量结晶水或湿存水，用该氯化铝制取NaAlH4时，就会同时产生密度比空气小的氢气，氢气只能用向下排空气的方法收集，装置C中用的是向上排空气方法，不适用于氢气的收集，装置D合适，故合理选项是D；

(2)①有气体参加的化学反应，在连接装置后，应进行的第一步操作是检查装置的气密性；为保证产物的纯净，应待D中充满黄绿色气体时再加热酒精灯，以赶走装置中空气，防止Al与装置内空气中的O2反应；

②饱和食盐水中存在溶解平衡，氯气在水中存在化学平衡。当HCl极易溶于水，溶于水后c(Cl-)增大，NaCl的溶解平衡和Cl2与水发生的可逆化学反应的平衡均向逆向移动，从而看到的现象是有白色晶体析出，该操作同时又降低了氯气的溶解度；

③C装置盛有浓硫酸，其作用是干燥氯气；若无C装置，潮湿的氯气与Al在反应时，产生的AlCl3有少量与水反应，部分变为Al(OH)3和HCl，随着水分的蒸发，HCl挥发，固体变为Al(OH)3，加热Al(OH)3发生分解反应产生Al2O3，因此预测实验后D中生成物除A1C13外可能还含有Al2O3；

(3)Cl2是有毒气体，不能随意排入大气，否则会造成大气污染，因此该装置存在的明显缺陷是没有尾气处理装置，会造成大气污染。