Question

【題目】水合肼(N2H4·H2O)又名水合聯氨，無色透明，是具有腐蝕性和強還原性的堿性液體，它是一種重要的化工試劑。利用尿素法生產水合肼的原理為：CO(NH2)2＋2NaOH＋NaClO=N2H4·H2O＋Na2CO3＋NaCl。

實驗1：制備NaClO溶液。(已知：3NaClO2NaCl＋NaClO3)

(1)如圖裝置Ⅰ中燒瓶內發生反應的化學方程式為___________。

(2)用NaOH固體配制溶質質量分數為30%的NaOH溶液時，所需玻璃儀器除量筒外還有__________(填字母)。

a.燒杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.燒瓶

(3)圖中裝置Ⅱ中用冰水浴控制溫度的目的是__________ 。

實驗2：制取水合肼。

(4)圖中充分反應后，____________(填操作名稱)A中溶液即可得到水合肼的粗產品。若分液漏斗滴液速度過快，部分N2H4·H2O會參與A中反應并產生大量氮氣，降低產品產率。寫出該過程反應生成氮氣的化學方程式 ________。

實驗3：測定餾分中水合肼的含量。

(5)稱取餾分3.0g，加入適量NaHCO3固體(滴定過程中，調節溶液的pH保持在6.5左右)，加水配成250 mL溶液，移出25.00 mL置于錐形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.15 mol·L－1的碘的標準溶液滴定(已知：N2H4·H2O＋2I2=N2↑＋4HI＋H2O)。

①滴定時，碘的標準溶液盛放在 ________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。

②下列能導致餾分中水合肼的含量測定結果偏高的是 _________(填字母)。

a.錐形瓶清洗干凈后未干燥 b.滴定前，滴定管內無氣泡，滴定后有氣泡

c.讀數時，滴定前平視，滴定后俯視 d.盛標準液的滴定管水洗后，直接裝標準液

③實驗測得消耗I2溶液的平均值為20.00mL，餾分中水合肼(N2H4·H2O)的質量分數為 _________。

Answer 1

【答案】MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O a c 防止NaClO受熱分解，影響水合肼的產率 蒸餾 N2H4·H2O＋2NaClO=N2↑＋3H2O＋2NaCl 酸式 d 25%

【解析】

(1)裝置Ⅰ中燒瓶內濃鹽酸與二氧化錳共熱反應生成氯化錳、氯氣和水；

（2）配制30%NaOH溶液時，用天平稱量一定質量的氫氧化鈉固體，在燒杯中加水溶解，并用玻璃棒攪拌；

（3）由題給信息可知，次氯酸鈉受熱易分解生成氯化鈉和氯酸鈉，降溫可以防止NaClO受熱分解；

（4）N2H4H2O具有強還原性，若分液漏斗滴液速度過快，部分N2H4·H2O與次氯酸鈉反應；

（5）①碘的標準溶液具有氧化性，可以腐蝕橡皮管；

②依據操作不當對標準溶液體積的 影響分析解答；

③由方程式N2H4·H2O＋2I2=N2↑＋4HI＋H2O可得如下關系N2H4·H2O—2I2，由此計算N2H4·H2O的物質的量和質量分數。

(1)裝置Ⅰ中燒瓶內濃鹽酸與二氧化錳共熱反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，故答案為：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

（2）配制30%NaOH溶液時，用天平稱量一定質量的氫氧化鈉固體，在燒杯中加水溶解，并用玻璃棒攪拌，需要玻璃儀器有燒杯、玻璃棒，故答案為：ac；

（3）由題給信息可知，次氯酸鈉受熱易分解生成氯化鈉和氯酸鈉，圖中裝置Ⅱ中用冰水浴控制溫度可以防止NaClO受熱分解，影響水合肼的產率，故答案為：防止NaClO受熱分解，影響水合肼的產率；

（4）由反應方程式示可知，加熱蒸餾三頸燒瓶內的溶液可得到水合肼的粗產品；N2H4H2O具有強還原性，若分液漏斗滴液速度過快，部分N2H4·H2O與次氯酸鈉反應生成氮氣、氯化鈉和水，反應的化學方程式為N2H4H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl，故答案為：蒸餾；N2H4H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl；

（5）①碘的標準溶液具有氧化性，可以腐蝕橡皮管，應盛放在酸式滴定管中，故答案為：酸式；

②a.錐形瓶清洗干凈后未干燥，不影響水合肼的物質的量，對實驗結果無影響，故錯誤；

b.滴定前，滴定管內無氣泡，滴定后有氣泡會導致碘的標準溶液體積偏小，所測結果偏小，故錯誤；

c.讀數時，滴定前平視，滴定后俯視會導致碘的標準溶液體積偏小，所測結果偏小，故錯誤；

d.盛標準液的滴定管水洗后，直接裝標準液會稀釋碘的標準溶液，導致碘的標準溶液體積偏大，所測結果偏高，故正確；

d正確，故答案為：d；

③由方程式N2H4·H2O＋2I2=N2↑＋4HI＋H2O可得如下關系N2H4·H2O—2I2，則3.0g餾分中n（N2H4·H2O）=n（I2）×10=×0.15 mol·L－1×20×10—3L×10=0.015 mol，則餾分中水合肼(N2H4·H2O)的質量分數為×100%=25%，故答案為：25%。