Question

【題目】水合肼（N2H4H2O）是無色、有強(qiáng)還原性的液體，能與水、醇任意混合，不溶于乙醚和氯仿。實驗室制備水合肼的原理為：CO(NH2)2+2NaOH+NaClO═Na2CO3+N2H4H2O+NaCl，據(jù)此，某學(xué)生設(shè)計了下列實驗。

已知：①NaClO受熱易分解為NaCl和NaClO3

②N2H4H2O的沸點約118℃

Ⅰ.制備NaClO溶液（如圖1）

（1）用燒堿固體配制30%NaOH溶液時，所需玻璃儀器除玻璃棒外還有___(填字母)。

A.容量瓶 B.移液管 C.燒杯 D.量筒

（2）B中的長頸漏斗和C中的玻璃管a在實驗中的作用相同，均為___。C中用冰水浴控制溫度在25℃以下，其主要目的是___。

Ⅱ.制取水合肼（如圖2）

（3）實驗中要滴入NaClO溶液___(選填“需要”或“不需要”)打開玻璃塞b。

（4）反應(yīng)過程中，若將CO(NH2)2滴加到NaClO中，將會產(chǎn)生大量氮氣，降低水合肼的產(chǎn)率，原因是___（用化學(xué)方程式表示）。充分反應(yīng)后，把“合成裝置”內(nèi)的溶液經(jīng)過___(填操作)處理，即可得到水合肼的粗產(chǎn)品。

Ⅲ.定量測定

（5）稱取餾分0.20g，加水配成20.00mL溶液，在一定條件下，用0.30molL-1I2的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。

①滴定時，用___(填儀器名稱)裝標(biāo)準(zhǔn)液。

②水合肼與I2反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

③實驗測得消耗I2溶液的平均值為20.00mL，則餾分中N2H4H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___。

Answer 1

【答案】CD 平衡壓強(qiáng) 降低C中反應(yīng)溫度，防止溫度太高使NaClO分解或發(fā)生歧化反應(yīng) 不需要 N2H4H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl 蒸餾 酸式滴定管 N2H4H2O+2I2═N2↑+4HI+H2O 75%

【解析】

裝置Ⅰ：二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，制取的氯氣中含有氯化氫，裝置C中玻璃管的作用為平衡壓強(qiáng)，氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)制備NaClO，C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，最后進(jìn)行尾氣處理。

制取水合肼：根據(jù)儀器的特征分析解答；N2H4H2O具有強(qiáng)還原性，容易被過量的NaClO氧化；

（1）配制30%NaOH溶液時，用天平稱量質(zhì)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；

（2）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)離子方程式為MnO2+4H++2Cl-△Mn2++Cl2↑+2H2O，發(fā)生堵塞時，壓強(qiáng)增大，B和C長玻璃管中液面上升，形成水柱，可觀察裝置是否堵塞，作安全瓶，能平衡壓強(qiáng)；由于溫度升高時，次氯酸鈉容易發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)生成氯酸鈉和氯化鈉，所以冰水浴溫度需要在30℃以下，其主要目的是防止NaClO（歧化）分解為氯酸鈉和氯化鈉。

（3）儀器為三頸燒瓶，實驗中要滴入NaClO溶液不需要打開玻璃塞b。

（4）反應(yīng)過程中，若將CO(NH2)2滴加到NaClO中，將會產(chǎn)生大量氮氣，降低水合肼的產(chǎn)率，N2H4H2O具有強(qiáng)還原性，容易被過量的NaClO氧化， N2H4H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl。充分反應(yīng)后，把“合成裝置”內(nèi)的溶液經(jīng)過蒸餾處理，即可得到水合肼的粗產(chǎn)品。

（5）稱取餾分0.20g，加水配成20.00mL溶液，在一定條件下，用0.30molL-1I2的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。

①滴定時，0.30molL-1I2的標(biāo)準(zhǔn)液顯酸性，用酸式滴定管。

②根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，水合肼與I2反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H4H2O+2I2═N2↑+4HI+H2O。

③根據(jù)方程系數(shù)關(guān)系，實驗測得消耗I2溶液的平均值為20.00mL，則餾分中N2H4H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=75%。