Question

【題目】肼是一種應用廣泛的化工原料，又稱聯(lián)氨。具有很高的燃燒熱，可用作火箭和燃料電池的燃料。肼是一種強還原劑，易被氧化生成氮氣，可用來去除鍋爐水和熱水加熱系統(tǒng)中的氧，以減少腐蝕。儲存時應與氧化劑，食用化學品分開存放，切忌混儲。工業(yè)采用尿素[CO(NH2)2]為原料，與次氯酸鈉氫-氫氧化鈉溶液反應制得肼。某學習小組的同學設計以下實驗制備肼:

（1）按照圖18甲所示的裝置完成實驗一：將生成的氣體通入到盛有____的錐形瓶中，瓶中發(fā)生反應的離子方程式是_________________。

（2）按照圖乙所示的裝置進行實驗二: 將實驗一制得的溶液注入____中(填儀器名稱)，控制反應溫度，將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中充分反應，這樣操作的理由是_________。加熱蒸餾三頸燒瓶內(nèi)的溶液，收集108～114℃的餾分。

（3）N2H4（肼）可作制藥的原料，也可作火箭的燃料。肼能與酸反應，已知N2H6Cl2溶液呈弱酸性。在水中存在如下反應:

a.N2H62++H2ON2H5++H3O+ 平衡常數(shù)為K1

b.N2H5++H2ON2H4+H3O+ 平衡常數(shù)為K2

相同溫度下，K1>K2，其主要原因有兩個:

第一: 電荷因素，N2H5+的水解程度小于N2H62+；

第二:________________。

（4）氣態(tài)肼在催化劑作用下分解只產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。在密閉容器中發(fā)生上述反應，平衡體系中肼的體積分數(shù)與溫度關(guān)系如圖19所示:

①p1_____p2(填“<”“>”或“=”，后同)，該反應的△H____0。

②肼還可以制備肼—堿性燃料電池，氧化產(chǎn)物為穩(wěn)定的對環(huán)境友好的物質(zhì)。該電池負極的電極反應式為______________。

Answer 1

【答案】 NaOH溶液 Cl2+ 2OH－=ClO－+ Cl－+ H2O 分液漏斗 如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化 第一步水解生成的H3O+對第二步水解有抑制作用 ＜ ＞ N2H44e－+4OH－=N2↑+4H2O

【解析】（1）.根據(jù)題中信息可知，制備肼時，需要次氯酸鈉－氫氧化鈉溶液，所以應將氯氣通入氫氧化鈉溶液中，氯氣與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應，生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，離子方程式為：Cl2+ 2OH－=ClO－+ Cl－+ H2O，故答案為：NaOH溶液；Cl2+ 2OH－=ClO－+ Cl－+ H2O；

（2）.根據(jù)題中信息可知，反應生成的水合肼能被次氯酸鈉氧化，所以次氯酸鈉溶液不能裝在燒瓶中，而應裝在分液漏斗中，故答案為：分液漏斗；如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；

（3）.根據(jù)兩個方程式可知，第一步水解生成的H3O+對第二步水解有抑制作用，所以K1＞K2，故答案為：第一步水解生成的H3O+對第二步水解有抑制作用；

（4）. ①.肼在催化劑作用下分解只產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則方程式為3N2H4N2 + 4NH3，從方程式可以看出，增大壓強，平衡向左移動，N2H4體積分數(shù)增大，故p1小于p2；升高溫度，平衡體系中肼氣體的體積分數(shù)降低，則平衡正向移動，說明正方向是吸熱反應，故△H＞0 ，故答案為：＜；＞；

②. 肼還可以制備肼—堿性燃料電池，氧化產(chǎn)物為穩(wěn)定的對環(huán)境友好的物質(zhì)，說明在堿性條件下肼生成了氮氣，氮元素的化合價從－2價升高到0價，所以該電池負極的電極反應式為：N2H44e－+4OH－=N2↑+4H2O，故答案為：N2H44e－+4OH－=N2↑+4H2O。