Question

【題目】（1）龔老師在大學(xué)時(shí)候以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料制備N2H4·H2O（水合肼）和無水Na2SO3，其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：

已知：①Cl2+2OHClO+Cl+H2O是放熱反應(yīng)。

②N2H4·H2O沸點(diǎn)約118℃，具有強(qiáng)還原性，能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。

步驟Ⅰ制備NaClO溶液時(shí)，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為_____；實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是_______。

（2）步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖所示。

NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是_________；使用冷凝管的目的是_____。

（3）緊接著龔老師查閱資料發(fā)現(xiàn)AgSCN為白色難溶物，Ag+可以氧化SCNˉ和Fe2+。為探究SCNˉ和Fe2+的還原性強(qiáng)弱，該同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。

先斷開電鍵K，向溶液X中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，說明___________________；閉合電鍵K后，若觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，據(jù)此得出的結(jié)論是_____，溶液變紅的原因是__________________(用離子方程式表示)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是_____。

Answer 1

【答案】3Cl2+6OH===5Cl+ClO3+3H2O 緩慢通入Cl2 NaClO堿性溶液 減少水合肼的揮發(fā) 溶液中無Fe3+ Fe2+的還原性強(qiáng)于SCN- Fe2+-e-===Fe3+、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 氧化性離子和還原性離子不直接接觸，避免產(chǎn)生沉淀而導(dǎo)致離子濃度降低

【解析】

（1）步驟Ⅰ中Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制備NaClO，步驟Ⅱ中的反應(yīng)為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應(yīng)制備水合肼，步驟Ⅲ中分離出水合肼溶液，步驟Ⅳ由SO2與Na2CO3反應(yīng)制備Na2SO3；

（2）為了防止水合肼被氧化，應(yīng)逐滴滴加NaClO堿性溶液，使用冷凝管的目的是減少水合肼的揮發(fā)；

（3）先斷開電鍵K，向溶液X中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，說明溶液中無Fe3+，閉合電鍵K后，若觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，據(jù)此得出的結(jié)論是Fe2+的還原性強(qiáng)于SCN-，溶液變紅的原因是Fe2+-e-=Fe3+、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是氧化性、還原性離子不直接接觸，避免產(chǎn)生沉淀而導(dǎo)致離子濃度降低。

（1）溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaClO3、NaCl和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O，離子方程式為：

3Cl2+6OH=5Cl+ClO3+3H2O。由于Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為了減少NaClO3的生成，應(yīng)控制溫度不超過40℃，減慢反應(yīng)速率；實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是緩慢通入Cl2，故答案為：3Cl2+6OH=5Cl+ClO3+3H2O，緩慢通入Cl2。

（2）步驟Ⅱ中的反應(yīng)為NaClO堿性溶液與尿素水溶液反應(yīng)制備水合肼，由于水合肼具有強(qiáng)還原性，能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2，為了防止水合肼被氧化，應(yīng)逐滴滴加NaClO堿性溶液，所以通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液，NaClO堿性溶液與尿素水溶液在110℃繼續(xù)反應(yīng)，N2H4·H2O沸點(diǎn)約118℃，使用冷凝管的目的是減少水合肼的揮發(fā)，故答案為：NaClO堿性溶液，減少水合肼的揮發(fā)。

（3）先斷開電鍵K，向溶液X中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，說明溶液中無Fe3+，閉合電鍵K后，若觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有溶液X逐漸變紅、右邊石墨電極上有固體析出、電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，據(jù)此得出的結(jié)論是Fe2+的還原性強(qiáng)于SCN-，溶液變紅的原因是Fe2+-e-=Fe3+、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是氧化性離子和還原性離子不直接接觸，避免產(chǎn)生沉淀而導(dǎo)致離子濃度降低，故答案為：溶液中無Fe3+，Fe2+的還原性強(qiáng)于SCN-，Fe2+-e-=Fe3+、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，氧化性離子和還原性離子不直接接觸，避免產(chǎn)生沉淀而導(dǎo)致離子濃度降低。