Question

【题目】水合肼(N2H4H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料，而叠氮化钠又是汽车安全气囊最理想的气体发生剂的原料。如图是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。

查阅资料：①水合肼有毒且不稳定，具有强还原性和强碱性；

②有关物质的物理性质如下表：

物质	甲醇	水合肼	亚硝酸甲酯	叠氮化钠
熔点(℃)	-97	-40	-17	275(410℃：易分解)
沸点(℃)	64.7	118.5	-12	—

回答下列问题：

Ⅰ.合成水合肼。实验室水合肼合成水合肼装置如图所示，NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在40℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应可以制得水合肼。

(1)实验中通过滴液漏斗向三颈瓶中缓慢滴加NaClO溶液的原因是_____；N2H4 的结构式为_____，制取N2H4H2O的离子方程式为_________。

II.制备叠氮化钠。实验室可利用如图所示的装置及药品制备叠氮化钠。

(2)①根据实验发现温度在20℃左右反应的转化率最高，但是该反应属于放热反应，因此 可釆取的措施是_____；流程中A溶液蒸馏前，图中装置中开关K1、K2、K3的合理 操作顺序是______。

②写出该方法制备叠氮化钠的化学方程式：_____。

(3)流程中由B溶液获得叠氮化钠产品的实验步骤为_____，减压过滤，晶体用乙醇洗涤23次后，再_____干燥。

(4)化工生产中，多余的叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理，在酸性条件下，二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3，理论上需加入0.5mol L-1的NaClO溶液_____mL

Answer 1

【答案】防止过量的NaClO溶液将水合肼氧化 CO(NH2)2+ClO-+2OH- N2H4·H2O+Cl-+CO32- 20℃水浴 关闭K1、K2，打开K3 CH3ONO+N2H4·H2O+NaOH=NaN3+CH3OH+3H2O 蒸发浓缩、冷却结晶 真空或隔绝空气 100

【解析】

(1) NaClO在碱性条件下把CO(NH2)2氧化为N2H4H2O，根据电子守恒配平离子方程式；

(2)①水浴加热便于控制温度；右侧为蒸馏装置；②亚硝酸甲酯与水合肼在碱性条件下反应生成叠氮化钠、甲醇和水；

(3) 叠氮化钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶可获得叠氮化钠晶体；

（4）叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理，根据氮元素化合价高，氯元素化合价降低，二者反应可生成无毒的气体N2，则氯只能从+1降到-1价，根据电子守恒，反应方程式是2NaN3+NaClO+H2O=NaCl+3N2↑+2NaOH；

(1)在碱性条件下NaClO把CO(NH2)2氧化为N2H4H2O，由于水合肼具有强还原性，为防止过量的NaClO溶液将水合肼氧化，实验中要缓慢滴加NaClO溶液；N2H4 的结构式为，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式是CO(NH2)2+ClO-+2OH-N2H4·H2O+Cl-+CO32-；

(2)①水浴加热便于控制温度，温度在20℃左右反应的转化率最高，所以采用20℃水浴加热；右侧为蒸馏装置，溶液蒸馏前，关闭K1、K2，打开K3；

②亚硝酸甲酯与水合肼在碱性条件下反应生成叠氮化钠、甲醇和水，反应方程式是CH3ONO+N2H4·H2O+NaOH=NaN3+CH3OH+3H2O；

(3) 叠氮化钠溶液获得叠氮化钠晶体实验步骤为蒸发浓缩、冷却结晶，减压过滤，晶体用乙醇洗涤23次后，再在真空或隔绝空气干燥；

（4）设需要0.5mol L的NaClO溶液VmL；

V=100；