Question

【題目】氫化鋁鋰(LiAlH4)以其優(yōu)良的還原性能在醫(yī)藥、香料、農(nóng)藥、染料等行業(yè)中廣泛應(yīng)用。純氫化鋁鋰是一種白色晶狀固體，熔點 125℃，加熱至 130℃時分解，溶于醚、四氫呋喃，在 120℃以下和干燥的空氣中相對穩(wěn)定，但遇水即爆炸性反應(yīng)。目前世界上有四種工業(yè)生產(chǎn) LiAlH4的方法，其中施萊興格(Schlesinger)法和高壓合成法最為常見。

Ⅰ. 施萊興格(Schlesinger)法

Ⅱ.高壓合成法

請根據(jù)題中信息回答以下問題：

(1)Schlesinger 中的反應(yīng)器需要附加電磁攪拌器，目的是________。

(2)Schlesinger 的反應(yīng)器中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式是________。

(3)采用 Schlesinger 時需要使用大量高純度氬氣，氬氣的作用是________。

(4)為了降低成本，在 Schlesinger 工藝中有一種原料可以循環(huán)使用，這種原料是________。

(5)已知乙醚沸點為 35℃，某工廠準備在蒸發(fā)室采用減壓蒸發(fā)分離出產(chǎn)品，你認為有無必要，請簡述理由________。

(6)兩種工藝均使用過濾器，中學實驗室中過濾裝置需要的玻璃儀器有________。

(7)使用氫化鋁鋰要注意安全， 少量未反應(yīng)完的需要分解處理。其中一種處理方法是向其中緩慢加入適量的稀鹽酸，待無氣體放出后視為處理完全。請寫出此過程的化學反應(yīng)方程式______________________________________。

Answer 1

【答案】加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分 4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl 保護氣，排出設(shè)備中的空氣和水蒸氣 乙醚 無必要，乙醚沸點遠低于LiAlH4的分解溫度，直接加熱蒸發(fā)即可分離 燒杯、漏斗、玻璃棒 LiAlH4+4HCl=LiCl+AlCl3+4H2↑

【解析】

純氫化鋁鋰的熔點 125℃，加熱至 130℃時分解，在 120℃以下和干燥的空氣中相對穩(wěn)定，但遇水即爆炸性反應(yīng)。根據(jù)施萊興格(Schlesinger)法和高壓合成法生產(chǎn)LiAlH4的流程，結(jié)合化學實驗的基本操作和方法分析解答。

(1)Schlesinger 中的反應(yīng)器中附加電磁攪拌器，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分，故答案為：加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；

(2)根據(jù)流程圖，Schlesinger 的反應(yīng)器中高純度LiH粉末和無水AlCl3反應(yīng)生成LiAlH4和LiCl，反應(yīng)的化學反應(yīng)方程式為4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl，故答案為：4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl；

(3) 純氫化鋁鋰在 120℃以下和干燥的空氣中相對穩(wěn)定，但遇水即爆炸性反應(yīng)，采用 Schlesinger 時需要使用大量高純度氬氣，氬氣性質(zhì)穩(wěn)定，可以用作保護氣，排出設(shè)備中的空氣和水蒸氣，防止氫化鋁鋰遇水爆炸，故答案為：保護氣，排出設(shè)備中的空氣和水蒸氣；

(4)根據(jù)流程圖，蒸發(fā)室中蒸發(fā)出來的物質(zhì)中含有乙醚，為了降低成本，在 Schlesinger 工藝中乙醚可以循環(huán)使用，故答案為：乙醚；

(5)乙醚沸點為 35℃，遠低于LiAlH4的分解溫度(130℃)，因此在蒸發(fā)室沒有必要采用減壓蒸發(fā)，故答案為：無必要，乙醚沸點遠低于LiAlH4的分解溫度，直接加熱蒸發(fā)即可分離；

(6)兩種工藝均使用過濾器，中學實驗室中過濾裝置需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：燒杯、漏斗、玻璃棒；

(7) 氫化鋁鋰加熱至 130℃時分解，在 120℃以下和干燥的空氣中相對穩(wěn)定，但遇水即爆炸性反應(yīng)，使用氫化鋁鋰要注意安全，少量未反應(yīng)完的氫化鋁鋰需要及時處理。其中一種處理方法是向其中緩慢加入適量的稀鹽酸，待無氣體放出后視為處理完全，氫化鋁鋰與鹽酸反應(yīng)放出氫氣，反應(yīng)的化學反應(yīng)方程式為LiAlH4+4HCl=LiCl+AlCl3+4H2↑，故答案為：LiAlH4+4HCl=LiCl+AlCl3+4H2↑。