Question

【題目】水合肼（N2H4·H2O）是無色、有強還原性的液體，實驗室制備水合肼的原理為：CO(NH2)2+2NaOH+ NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl。據此，某學生設計了下列實驗。

I、制備 NaClO溶液

實驗裝置如下圖圖甲所示（部分夾持裝置已省略）

已知：3NaClO2NaCl+NaClO3

（1）配制30％NaOH溶液時，所需玻璃儀器除量筒外還有______________（填字母）。

A.容量瓶 B.燒杯 C.移液管 D.玻璃棒

（2）裝置I中發生的離子反應方程式是_____________________________。

Ⅱ、制取水合肼

實驗裝置如上圖圖乙所示

（3）反應過程中，如果分液漏斗中溶液的滴速過快，部分N2H4·H2O參與A中反應并產生大量氮氣，產品產率因此降低，請寫出降低產率的相關化學反應方程式________________________________；充分反應后，加熱蒸餾A內的溶液即可得到水合肼的粗產品。

（4）稱取餾分0.3000g，加水配成20.0mL溶液，一定條件下用0.1500mol·L-1的I2溶液滴定。

已知：N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O

①滴定時，可以選用的指示劑為____________________；

②實驗測得消耗I2溶液的平均值為20.00L，餾分中N2H4·H2O的質量分數為____________________。

Answer 1

【答案】 BD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O 淀粉溶液 25%

【解析】I、制備 NaClO溶液

裝置中:二氧化錳與濃鹽酸反應制取氯氣，制取的氯氣中含有氯化氫，裝置Ⅱ中玻璃管a的作用為平衡壓強，氯氣與氫氧化鈉反應制備NaClO，Ⅱ中用冰水浴控制溫度在30℃以下,防止NaClO (歧化)分解為氯酸鈉和氯化鈉，裝置Ⅲ進行尾氣處理。
(1)根據配制一定質量分數的溶液的步驟選用儀器；
(2)二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣與水；
Ⅱ、制取水合肼

(3) N2H4·H2O具有強還原性,容易被過量的NaClO氧化；
(4)①碘溶液遇淀粉變藍色,肼反應完全,再滴入碘的標準溶液后,溶液變藍色;
②根據方程式N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O計算。

詳解:(1)配制30％NaOH溶液時，用天平稱量質量，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,
因此，本題正確答案是：BD；
(2)二氧化錳與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯氣與水,反應離子方程式為：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，

因此，本題正確答案是：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

(3) N2H4·H2O具有強還原性,容易被過量的NaClO氧化,會發生反應：2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O，
因此，本題正確答案是：2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O；
(4)①碘的標準溶液與肼反應完全,再滴入碘的標準溶液后,遇淀粉變藍色,實驗滴定終點的現象為：溶液出現藍色且半分鐘內不消失,所以選擇淀粉為指示劑，
因此，本題正確答案是：淀粉溶液；
②設餾分中水合肼（N2H4·H2O）的質量分數為a,則:
N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O

50g 2mol
0.3000g×a 0.020L×0.15mol/L
所以50g: 0.3000g×a=2mol: 0.020L×0.15mol/L，計算得出：a=25%，
因此，本題正確答案是：25%。