Question

【題目】肼（分子式 N2H4，沸點(diǎn) 113.5℃）是一種良好的火箭燃料，是一種易溶 于水和醇類等有機(jī)溶劑的無色油狀液體。在工業(yè)上有重要用途。實(shí)驗(yàn)室可用如下 裝置（略去部分夾持裝置）模擬利用氨氣和次氯酸鈉合成肼的過程。

（1）裝置 A 可用來制備 Cl2，裝置 B 中飽和食鹽水的作用是_____，當(dāng)合成肼的反應(yīng)結(jié)束時關(guān)閉止水夾 K1，裝置 B 可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_____。

（2）裝置 C 中長玻璃導(dǎo)管 b 與裝置 B 中的_____（填儀器名稱）的作用相同。

（3）裝置 E 中可用熟石灰和氯化銨制備 NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____

（4）當(dāng)反應(yīng)一段時間，關(guān)閉兩個止水夾，打開裝置 C 中分液漏斗的活塞，將溶液 全部滴入集氣瓶中，反應(yīng)生成肼。反應(yīng)的離子方程式為_____。 有同學(xué)說裝置 D 沒有什么作用，若去掉裝置 D，對實(shí)驗(yàn)是否有影響？請說明理由：___________。

（5）將足量的 Cl2 與含有 0.4mol NaOH 的水溶液反應(yīng)，分液漏斗中液體全部滴入 C 中，并向 C 中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的 13.44L NH3，從 C 中蒸餾分離得到 3.6g 液態(tài)肼， 則該實(shí)驗(yàn)中肼的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為___。

Answer 1

【答案】除去Cl2中的HCl雜質(zhì) 集氣瓶中液面下降，上部充滿黃綠色氣體，長頸漏斗中的液面上升 長頸漏斗a Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O 2NH3H2O +ClO- = N2H4+Cl-+3H2O 有影響，NH3溶于水，C中液體易倒吸入E裝置試管中，引起試管炸裂 56.25%

【解析】

（1）裝置 A制備的 Cl2含有雜質(zhì)氯化氫，當(dāng)合成肼的反應(yīng)結(jié)束時關(guān)閉止水夾 K1，B裝置收集多余的氯氣。

（2）裝置 C 中長玻璃導(dǎo)管 b 與裝置 B 中的長頸漏斗都能起到平衡氣壓的作用。

（3）裝置 E 中加熱熟石灰和氯化銨反應(yīng)生成NH3、氯化鈣、水；

（4）當(dāng)反應(yīng)一段時間，C 中分液漏斗內(nèi)生成次氯酸鈉，將溶液全部滴入集氣瓶中，氨氣、次氯酸鈉反應(yīng)生成肼、氯化鈉、水； 根據(jù)氨氣易溶于水分析裝置D的作用。

（5）分液漏斗中的反應(yīng)方程式是2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，C中反應(yīng)離子方程式是2NH3H2O +ClO- = N2H4+Cl-+3H2O，可得關(guān)系式2NaOH～2NH3H2O～ N2H4，根據(jù)關(guān)系式計算肼的產(chǎn)率。

（1）裝置 A制備的 Cl2含有雜質(zhì)氯化氫，裝置 B 中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl雜質(zhì)，當(dāng)合成肼的反應(yīng)結(jié)束時關(guān)閉止水夾 K1，B裝置收集多余的氯氣，現(xiàn)象是集氣瓶中液面下降，上部充滿黃綠色氣體，長頸漏斗中的液面上升。

（2）裝置 C 中長玻璃導(dǎo)管 b 與裝置 B 中的長頸漏斗都能起到平衡氣壓的作用，所以裝置 C 中長玻璃導(dǎo)管 b 與裝置 B 中的長頸漏斗a的作用相同。

（3）裝置 E 中加熱熟石灰和氯化銨生成NH3、氯化鈣、水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O；

（4）當(dāng)反應(yīng)一段時間，C 中分液漏斗內(nèi)生成次氯酸鈉，將溶液全部滴入集氣瓶中，氨氣、次氯酸鈉反應(yīng)生成肼、氯化鈉、水，反應(yīng)離子方程式是2NH3H2O +ClO- = N2H4+Cl-+3H2O；氨氣易溶于水，若去掉裝置 D ，C中液體易倒吸入E裝置試管中，引起試管炸裂，所以有影響。

（5）C分液漏斗中的反應(yīng)方程式是2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，C 中反應(yīng)離子方程式是2NH3H2O +ClO- = N2H4+Cl-+3H2O，可得關(guān)系式2NaOH～2NH3H2O～ N2H4，根據(jù)關(guān)系式，0.4mol NaOH理論上生成0.2mol N2H4，肼的產(chǎn)率是56.25% 。