Question

铝氢化钠(NaAlH₄)是有机合成的重要还原剂，其合成路线如图所示。

(1)已知AlCl₃的熔点为190℃，沸点为178℃，在潮湿的空气中易水解。某实验小组利用下图中装置制备无水AlCl₃。

①写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式:______________________________。

②按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→____→b→c→______________。(填接口字母)。

③装置F中应盛装的试剂是________，装置D的作用是____________________。

(2)AlCl₃与NaH反应时，需先将AlCl₃溶于有机溶剂，再将得到的溶液滴加到NaH粉末中，此反应中NaH的转化率较低，其原因可能是______________________________________。

(3)通过测定铝氢化钠与水反应生成氢气的体积来测定铝氢化钠样品的纯度。

①铝氢化钠与水反应的化学方程式为___________________________________。

②设计如下四种装置测定铝氢化钠样品的纯度(杂质只有氢化钠)。从简约性、准确性考虑，最恰当的装置是_____(填编号)。

Answer

5Cl-+ClO3-+6H+==3Cl2↑+3H2O k→j→d→e h→i→f→g 饱和NaCl溶液 吸收未反应的Cl2,并防止空气中的水蒸气进入装置E中 NaH是离子化合物，难溶于有机溶剂，使反应物难以接触(或其他合理答案) NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑ 丁

【解析】①氯酸钾和浓盐酸制氯气，反应的离子方程式为：5Cl-+ClO3-+6H+==3Cl2↑+3H2O，故答案为：5Cl-+ClO3-+6H+==3Cl2↑+3H2O；

②A用于制备氯气，经F中饱和食盐水除去氯化氢，用C装置干燥，在B中反应生成氯化铝，E用于收集氯化铝，最后连接D，用碱石灰吸收氯气尾气，且吸收空气中的水蒸气，则连接顺序为a→k→j→d→e→b→c→h→i→f→g，故答案为：k→j→d→e；h→i→f→g；

③装置F用于除去氯化氢，应盛装的试剂是饱和食盐水，装置D的作用是吸收剩余的氯气并避免空气中的水蒸气进入D中，反之氯气污染空气以及氯化铝水解，故答案为：饱和食盐水；吸收剩余的氯气并避免空气中的水蒸气进入D中；

(2)AlCl3与NaH反应时，需将AlCl3溶于有机溶剂，再将得到的溶液滴加到NaH粉末上，则生成的NaCl是离子化合物，和有机物之间互不相溶，所以反应生成的氯化钠沉淀在氢化钠表面，阻止了氯化铝和氢化钠进一步反应，导致NaH的转化率较低，故答案为：NaH是离子化合物，难溶于有机溶剂，使反应物难以接触；

(3)①铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生偏铝酸钠和氢气，其反应的化学方程式为NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑，故答案为：NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑；

②由反应原理得，测定铝氢化钠样品的纯度即通过测定铝氢化钠与水反应生成的氢气的量计算铝氢化钠的量，从而计算其纯度，所以从简约性、准确性考虑，甲没有使用恒压漏斗，测出的氢气有误差；乙、丙采用排水法收集氢气，由于导管中会有残留，导致测出的氢气有误差，适宜的方案是丁；通过连续两次读数的氢气体积相等，说明铝氢化钠与水完全反应，冷却至室温，故答案为：丁。