Question

【題目】肼是重要的化工原料。某探究小組利用下列反應(yīng)制取水合肼(N2H4·H2O)：CO(NH2)2＋2NaOH＋NaClO＝Na2CO3＋N2H4·H2O＋NaCl。

實驗一：制備NaClO溶液（實驗裝置如圖1所示）

（1）錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________。

實驗二：制取水合肼．（實驗裝置如圖2所示）

已知水合肼具有還原性，被氧化生成氮氣。

控制反應(yīng)溫度，將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中，充分反應(yīng)。加熱蒸餾三頸燒瓶內(nèi)的溶液，收集108～114℃餾分。

（2）分液漏斗中的溶液是______（填標(biāo)號）．

A．CO(NH2)2溶液 B．NaOH和NaClO混合溶液

選擇的理由是____________________________________________________。

實驗三：測定餾分中水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。采用下列步驟：

a.稱取餾分5.000g，加入適量NaHCO3固體，加水配成250mL溶液。

b.移取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入10mL水，搖勻。

c.用0.2000 mol·L－1的I2溶液滴定,至溶液出現(xiàn)微黃色且半分鐘內(nèi)不消失，滴定過程中，溶液的pH保持在6.5左右，記錄消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。

d．進一步操作與數(shù)據(jù)處理。

（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_______________________；

（4）滴定過程中，NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右，原因是_______________。

（5）滴定時，碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在___________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中；若三次滴定消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為18.00mL，則餾分中水合肼(N2H4·H2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________________(保留三位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】 Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O B 如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化 N2H4H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O 生成的HI與NaHCO3反應(yīng) 酸式 18.0%

【解析】（1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O；

故答案為：Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O；

（2）依據(jù)制取水合肼（N2H4H2O）的原理：CO（NH2）2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4H2O+NaCl，可知，要將CO（NH2）2溶液與NaOH和NaClO混合溶液加在一起發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)題中的已知信息，“水合肼具有還原性，被氧化生成氮氣。”可知，水合肼能被強氧化性的NaClO氧化成氮氣，所以NaOH和NaClO混合溶液一定不能過量。則要將NaOH和NaClO混合溶液滴入CO（NH2）2溶液中，即分液漏斗中裝NaOH和NaClO混合溶液。

故答案為：B；如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；

（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成N2、HI和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O；

故答案為：N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O；

（4）NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右，是因為生成的HI與NaHCO3 反應(yīng)；

（5）碘單質(zhì)具有氧化性，應(yīng)選擇酸式滴定管；結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計算水合肼（N2H4H2O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，

N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O；

1 2

n 0.2000mol/L×0.018L

n=0.0018mol

250ml溶液中含有的物質(zhì)的量=0.0018mol× =0.018mol

水合肼（N2H4H2O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

故答案為：酸式，18.0%