Question

5．化合物甲和NaAlH₄都是重要的還原劑．一定條件下金屬鈉和H₂反應生成甲．甲與水反應可產生H₂，甲與AlCl₃反應可得到NaAlH₄．將4.8g甲加熱至完全分解，得到金屬鈉和2.24L （已折算成標準狀況）的H₂
請推測并回答：
（1）甲的化學式NaH．
（2）NaAlH₄與水發生氧化還原反應的化學方程式NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑．
（3）甲在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑（鐵銹的成分表示為Fe₂O₃），脫銹過程發生反應的化學方程式3NaH+Fe₂O₃=2Fe+3NaOH；
（4）某同學認為：用惰性氣體趕盡反應體系中的空氣，將鐵和鹽酸反應后的氣體經濃硫酸干燥，再與金屬鈉反應，得到固體物質即為純凈的甲；取該固體物質與水反應，若能產生H₂，即可證明得到的甲一定是純凈的． 判斷該同學設想的制備和驗純方法的合理性并說明理由制備過程不合理，因為鹽酸易揮發，氫氣中混有HCl，導致產物中有NaCl；驗純方法不合理，如果有Na殘留，Na與水反應也產生氫氣，且沒有考慮混入的NaCl．

Answer 1

分析 （1）鈉元素在化合物中只能形成+1價，據此結合生成氫氣的物質的量判斷其化學式即可；
（2）NaAlH₄與水反應生成氫氣，應是水中的H元素與NaH中的H元素之間得失電子，據此書寫即可；
（3）由題意可知NaH常做還原劑那么鐵銹為氧化劑，反應生成鐵單質，據此書寫；
（4）制備過程中未指明吸收雜質氣體HCl，據此解答；氫氣與金屬鈉反應未指明鈉的用量，鈉可能過量，過量的鈉也可以與水反應生成氫氣．

解答 解：（1）Na在化合價中呈現+1價，故該物質的化學式可能為NaH，又甲與AlCl₃反應可得到NaAlH₄，Al的化合價為+3，故H元素的化合價為-1，4.80g甲加熱至完全分解，得到金屬鈉和2.24L，即0.1mol氫氣，
化學反應方程式為：2NaH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na+H₂↑
                               48g             22.4L
                              4.8g             2.24L
故此化合物為NaH，故答案為：NaH；
（2）NaAlH₄與水反應生成氫氣，即NaH中H化合價升高，水中H元素化合價降低，化學反應方程式為：NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑，故答案為：NaAlH₄+2H₂O=NaAlO₂+4H₂↑；
（3）NaH常做還原劑（H化合價升高為+1價），鐵銹在此為氧化劑（Fe化合價降低為0價），反應生成鐵單質，化學反應方程式為：3NaH+Fe₂O₃=2Fe+3NaOH，
故答案為：3NaH+Fe₂O₃=2Fe+3NaOH；
（4）稀鹽酸具有揮發性，且可以利用濃硫酸干燥，故制取的氫氣中可能混有雜質氣體HCl，那么制取的甲中就混有NaCl，驗證過程中未排除金屬鈉的干擾，過量的金屬能也可以與水反應生成氫氣．
故答案為：制備過程不合理，因為鹽酸易揮發，氫氣中混有HCl，導致產物中有NaCl；驗純方法不合理，如果有Na殘留，Na與水反應也產生氫氣，且沒有考慮混入的NaCl．

點評 本題主要考查的是常見元素以及其化合物的知識，綜合性較強，涉及物質的判斷、化學反應方程式書寫、實驗方案的評價等，難度較大．