Question

【題目】工業水合肼法制備疊氮化鈉的工藝流程如圖所示:

一、合成水合肼

己知：(水合肼)與水互溶，有毒且不穩定,100℃以上易分解失水，具有強還原性和強堿性。 (水合肼)熔點-40℃,沸點118.5℃。

合成的裝置如圖1所示。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℃繼續反應可以制得水合肼。

(1)寫出的結構式____________，的電子式____________

(2)①寫出制取的離子方程式___________________________

②實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_________理由是_______________圖1使用冷凝管的目的是____________________________________

③從反應后的混合溶分離出，應該采用的分離方法最合理的是________。

二、合成疊氮化鈉()晶體

已知：相關物質的物理性質如下表

	熔點℃	沸點℃	溶解性
	-97	67.1	與水互溶
水合肼()	-40	118.5	與水、醇互溶，不溶于乙醚和氯仿
亞硝酸甲酯()	-17	-12	溶于乙醇、乙醚
NaN3			與水互溶，不溶于乙醚、微溶于乙醇

(3)實驗室模擬工藝流程步驟Ⅱ的實驗裝置如圖2

①根據實驗發現溫度在20℃左右反應的選擇性和轉化率最高，但是該反應屬于放熱反應，因此可以采取的措施是________________。(寫出1點即可)

②圖中處連接的最合適裝置應為下圖中的__________。

③步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作是________(填序號)步驟Ⅲ中溶液進行蒸餾的合理操作順序是_______。(填序號)

①打開，關閉 ②打開 ③加熱 ④關閉

(4)步驟Ⅳ對溶液加熱蒸發至溶液體積的,結晶析出。步驟Ⅴ可以用________洗滌晶體。

A.水 B.乙醚 C.乙醇水溶液 D.乙醇

(5)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】 ClO- +CO(NH2)2 +2OH- = Cl- +N2H4·H2O+ CO32- NaClO堿性溶液 防止過量的NaClO溶液將水合肼氧化 減少(防止)水合肼揮發 減壓蒸餾 20℃冷水浴 (或 緩慢通入CH3ONO 氣體 ) C ① ④②③ 或 ②④③ D N2H4H2O的氧化產物為N2和H2O ，不引入雜質 (分離產品過程容易進行)

【解析】

（1）N2H4為共價化合物，有氮與氮之間，氫與氮之間均存在共價單鍵，滿足穩定結構，；NaClO為離子化合物，由鈉離子與次氯酸根離子構成；

（2）①堿性溶液與尿素反應制備；

②根據已知信息，易被氧化，考慮滴液漏斗滴加試劑；根據實驗目的及冷凝管的用途，再結合的物理特性，分析冷凝管的作用；

③對于互溶的液體混合物，可利用沸點不同進行蒸餾操作分離混合物；

（3）①控制反應的溫度盡量在20℃左右；

②為避免產物的殘留，X應連接冷凝管且應為直形冷凝管；

③步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作打開K1通入亞硝酸甲酯，打開K2與大氣相通，并使由于反應熱而變成氣體的反應物冷凝成液體流回燒瓶，同時要關閉K3，據此分析；

（4）根據亞硝酸甲酯的物理性質作答；

（5）N2H4H2O的氧化產物為N2和H2O。

（1）N2H4為共價化合物，有氮與氮之間，氫與氮之間均存在共價單鍵，滿足穩定結構，其結構式為：；NaClO為離子化合物，由鈉離子與次氯酸根離子構成，其電子式為：，

故答案為：；；

（2）①依據題意可知，堿性溶液與尿素發生氧化還原反應，其離子方程式為：ClO- +CO(NH2)2 +2OH- = Cl- +N2H4·H2O+ CO32-，

故答案為：ClO- +CO(NH2)2 +2OH- = Cl- +N2H4·H2O+ CO32-；

②因NaClO具有強氧化性，過量的NaClO溶液會將水合肼氧化，所以滴液漏斗中需要緩慢滴入的是堿性溶液，要制備的水合肼沸點118.5℃，所以冷凝管可減少(防止)水合肼揮發；

故答案為：NaClO堿性溶液；防止過量的NaClO溶液將水合肼氧化；減少(防止)水合肼揮發；

③因水合肼和水互溶，且沸點不同，所以可采用減壓蒸餾的方法分離水合肼，

故答案為：減壓蒸餾；

（3）①實驗發現溫度在20℃左右反應的選擇性和轉化率最高，但是該反應屬于放熱反應，所以要控制反應的溫度盡量在20℃左右，或使反應慢慢進行，減少因反應放熱溫度的升高，故答案為：20℃冷水浴 (或緩慢通入CH3ONO氣體)；

②X應連接冷凝管且應為直形冷凝管，不能用球形冷凝管，避免產物的殘留，故選C，

故答案為：C；

③步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作打開K1通入亞硝酸甲酯，打開K2與大氣相通，并使由于反應熱而變成氣體的反應物冷凝成液體流回燒瓶，同時要關閉K3，故選①，

故答案為：①；

（4）根據亞硝酸甲酯的物理性質中能溶于乙醇、乙醚，水合肼與水或醇互溶，不溶于乙醚和氯仿，所以應選項乙醇對產品進行洗滌，故選D，

故答案為：D；

（5）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，

故答案為：N2H4H2O的氧化產物為N2和H2O ，不引入雜質 (分離產品過程容易進行)。