Question

【題目】N2H4·H2O（水合肼）極毒且不穩定，100℃以上易分解失水，常用作還原劑和除氧劑（通常生成N2和H2O），其熔點為－40℃，沸點118.5℃。現以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4·H2O和無水Na2SO3，其主要流程如下：

已知：Cl2(g)＋2OH-(aq)=ClO-(aq)＋Cl-(aq)＋H2O(aq) △H<0

（1）配制30%NaOH溶液時，所需玻璃儀器除量筒、燒杯外，還需要_____________（填標號）。

A．容量瓶 B．膠頭滴管 C．玻璃棒 D．錐形瓶

（2）步驟Ⅰ制備NaClO溶液時，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液充分反應生成NaClO3和NaCl。實驗中為控制反應溫度除了用冰水浴、充分攪拌外，還需采取的措施是_______________________。

（3）步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應一段時間后，再迅速升溫至110℃繼續反應。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________（填字母）；

a．尿素溶液 b．NaClO堿性溶液 c．尿素溶液或NaClO溶液任選其一

理由是____________________________________。

（4）步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應該采用的方法最合理是____________________。

（5）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-隨pH的分布如圖2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示）。

①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的方法是______________。

②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案：_________________________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。

（6）工業上還可以用水合肼還原法制取碘化鈉，工藝流程如圖：

還原過程中可用硫化鈉或鐵屑等物質替代水合肼，但水合肼還原法制得的產品純度更高，原因是_______________________。

Answer 1

【答案】BC緩慢通入Cl2b過量的NaClO溶液會將水合肼氧化減壓蒸餾測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2邊攪拌邊滴加NaOH溶液，并監測溶液pH，當pH接近10時，停止加液，將溶液轉移到蒸發皿中，低溫蒸發至較多晶體析出，趁熱過濾（不得低于34℃）N2H4H2O的氧化產物為N2和H2O，分離產品過程容易進行

【解析】

由實驗流程可知步驟Ⅰ為氯氣和氫氧化鈉溶液的反應，生成NaClO，生成的NaClO與尿素反應生成N2H4H2O和Na2CO3，可用蒸餾的方法分離出N2H4H2O，副產品Na2CO3溶液中通入二氧化硫，可制得Na2SO3，結合對應物質的性質以及題給信息解答該題。

(1)配制30%NaOH溶液時，需要用托盤天平稱取一定量的氫氧化鈉固體，如何在燒杯中加入適量的水溶解即可，所需玻璃儀器除量筒、燒杯外，還需要玻璃棒和膠頭滴管，故答案為：BC；

(2)溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液反應生成 NaClO3和NaC1，反應的離子方程式為3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O，實驗中控制溫度計溫度除用冰水浴外，還應控制通入氯氣的速率，避免反應過于劇烈，放出大量的熱而導致溫度升高，故答案為：緩慢通入氯氣；

(3)實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液，可以避免過量的NaClO溶液會將水合肼氧化生成N2，故答案為：b；過量的NaClO溶液會將水合肼氧化；

(4)根據題意，N2H4·H2O(水合肼)不穩定，100℃以上易分解失水，熔點為－40℃，沸點118.5℃。步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應該采用減壓蒸餾，故答案為：減壓蒸餾；

(5)用Na2CO3制備無水Na2SO3，在Na2CO3溶液中通入過量的二氧化硫生成NaHSO3，然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。

①由圖像可知，如溶液pH約為4時，可完全反應生成NaHSO3，此時可停止通入二氧化硫，可通過測量溶液pH的方法控制，故答案為：測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2；

②由 NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，可邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，由圖像可知pH約為10時，可完全反應生成Na2SO3，此時停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，由圖像3可知在高于34℃條件下趁熱過濾，可得到無水Na2SO3，故答案為：邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾。

(6) N2H4H2O的氧化產物為N2和H2O，而用Na2S或Fe屑還原會得到其它雜質，水合肼還原法制得的產品純度更高，故答案為：N2H4H2O的氧化產物為N2和H2O，分離產品過程容易進行。