17.硼氫化鈉(NaBH4)是一種潛在儲氫劑,在有機合成中也被稱為“萬能還原劑”。實驗室制備、提純、分析NaBH4純度的步驟如下,請結(jié)合信息回答問題。
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NaBH4 |
NaH |
CH3ONa |
性質(zhì) |
固體,可溶于異丙胺或水,常溫下與水緩慢反應(yīng),與酸劇烈反應(yīng),強堿環(huán)境下能穩(wěn)定存在 |
固體,強還原性,與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生H2 |
固體,難溶于異丙胺,常溫下與水劇烈反應(yīng) |
Ⅰ.NaBH
4的制備
先打開K
2,向裝置中鼔入N
2,然后升溫到110℃左右,打開攪拌器快速攪拌,將融化的Na快速分散到石蠟油中,然后升溫到200℃,關(guān)閉K
2,打開K
1通入H
2,充分反應(yīng)后制得NaH。然后升溫到240℃,持續(xù)攪拌下通入N
2,打開K
3向三頸瓶中滴入硼酸三甲酯[分子式為B(OCH
3)
3,沸點為68℃],充分反應(yīng)后,降溫后離心分離得到NaBH
4和CH
3ONa的固體混合物。
(1)寫出NaH與B(OCH
3)
3的化學(xué)反應(yīng)方程式
。
(2)下列說法正確的是
。
A.鼓入N
2可以防止Na、NaH、NaBH
4等被氧化
B.?dāng)嚢璨a分散到石蠟油中可以加快H
2與鈉的反應(yīng)速率
C.取200℃時的產(chǎn)物加入水中,觀察是否有H
2產(chǎn)生,從而判斷NaH中是否含有Na
D.快速滴入B(OCH
3)
3有利于提高其轉(zhuǎn)化率
Ⅱ.NaBH
4的提純
(3)NaBH
4可采用索氏提取法提純,其裝置如圖所示。實驗時將NaBH
4和CH
3ONa的固體混合物放入濾紙?zhí)淄?中,燒瓶中異丙胺(熔點:-101℃,沸點:33℃)受熱蒸發(fā),蒸汽沿導(dǎo)管
(填“2”或“3”)上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,再經(jīng)導(dǎo)管
(填“2”或“3”)返回?zé)?,從而實現(xiàn)連續(xù)萃取。當(dāng)萃取完全后,NaBH
4在
(填“圓底燒瓶”或“索氏提取器”)中。
(4)分離異丙胺和NaBH
4并回收溶劑的方法是
。
Ⅲ.NaBH
4的純度分析
步驟1:取9.00gNaBH
4產(chǎn)品(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),將產(chǎn)品溶于X
1溶液后配成200mL溶液,取2.00mL置于碘量瓶中,加入30.00mL0.1000mol?L
-1KIO
3溶液充分反應(yīng)。(反應(yīng)為3NaBH
4+4KIO
3=3NaBO
2+4KI+6H
2O)
步驟2:向步驟1所得溶液中加入過量的KI溶液,用X
2溶液調(diào)節(jié)pH,使過量KIO
3轉(zhuǎn)化為I
2,冷卻后暗處放置數(shù)分鐘。
步驟3:向步驟2所得溶液中加緩沖溶液X
3調(diào)pH約為5.0,加入幾滴淀粉指示劑,用0.2000mol?L
-1Na
2S
2O
3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為18.00mL。(反應(yīng)為I
2+2Na
2S
2O
3=2NaI+Na
2S
4O
6)
(5)X
1溶液為
,X
2溶液為
,緩沖溶液X
3為
。(填序號)
A.稀硫酸
B.NaOH溶汼
C.NH
4Cl和NH
3?H
2O混合液
D.CH
3COOH和CH
3COONa混合液
已知:K
a(CH
3COOH)=1.0×10
-5,K
b(NH
3?H
2O)=1.0×10
-5,兩種混合液中溶質(zhì)物質(zhì)的量之比均為1:1。
(6)產(chǎn)品中NaBH
4的純度為
%。滴入Na
2S
2O
3標(biāo)準(zhǔn)溶液時若長時間振蕩可能導(dǎo)致測定結(jié)果
(填“偏高”或“偏低”)。