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【硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如图:已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33℃);(1】
更新时间: 2025-08-29 01:11:20
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问题描述:

硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如图:

已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33℃);

(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是___,原料中的金属钠通常保存在___中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有___、___、玻璃片和小刀等;

(2)请配平第①步反应的化学方程式:

___NaBO2+___SiO2+___Na+___H2═___NaBH4+___Na2SiO3

(3)第②步分离采用的方法是___;第③步分出NaBH4并回收溶剂,采用的方法是___;

(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g).在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是___.

曲毅回答:
  NaBO2、SiO2、Na和H2在一定条件下反应生成NaBH4、Na2SiO3,NaBH4常温下能与水反应,且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象,为防止NaBH4水解、防止产生安全事故,需要将装置中的空气和水蒸气排出;NaBH4可溶于异丙胺,根据③知,②中加入的溶剂是异丙胺,NaBH4溶解与异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺,难溶性固体和溶液采用过滤方法分离,通过过量得到滤液和滤渣,滤渣成分是Na2SiO3;异丙胺沸点:33℃,将滤液采用蒸馏的方法分离,得到异丙胺和固体NaBH4,   (1)NaBH4常温下能与水反应,且氢气和氧气混合加热易产生爆炸现象,为防止NaBH4水解、防止产生安全事故,需要将装置中的空气和水蒸气排出;   钠极易和空气中氧气、和水反应,钠的密度大于煤油,为隔绝空气和水,原料中的金属钠通常保存在煤油中;   实验室取用少量金属钠时,需要镊子夹取钠、用滤纸吸煤油,所以实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀等,   故答案为:除去反应器中的水蒸气和空气;煤油;镊子、滤纸;   (2)该反应中H元素化合价由0价变为-1价、Na元素化合价由0价变为+1价,转移电子总数为4,   根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为NaBO2+2SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3,   故答案为:1;2;4;2;1;2;   (3)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,②中加入的溶剂是异丙胺,NaBH4溶解与异丙胺、Na2SiO3不溶于异丙胺,所以第②步分离采用的方法是过滤;熔沸点相差较大的可以采用蒸馏方法,异丙胺沸点:33℃,将滤液采用蒸馏的方法分离,得到异丙胺和固体NaBH4,   故答案为:过滤;蒸馏;   (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g),n(NaBH4)=3.8g38g/mol
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