Question

【题目】水合肼(N2H4·H2O)是无色、有强还原性的液体，实验室制各水合肼的原理为：CO(NH2)2+2NaOH+NaC1O=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl 据此，某学生设计了下列实验。

步骤1：制备NaC1O溶液。已知：3NaC1ONaC1+NaC1O3

(1)用烧碱固体配制30％NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有_______(填字母)。

A．容量瓶 B．烧杯 C．移液管 D．玻璃棒

(2)装置A中发生反应的离子方程式是__________；若装置C中出现堵塞，玻璃管a中的现象为_______________；B中用冰水浴控制温度在30℃以下，其主要目的是______________。

步骤2：制取水合肼。

控制反应温度，将分液漏斗中的溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108~114℃馏分。(已知：N2H4·H2O+2NaC1O=N2↑+3H2O+2NaC1)。

(3)分液漏斗中的溶液是___________(填“A”或“B”)；

A．NaOH和NaC1O混合溶液 B．CO(NH2)2溶液

步骤3：肼的性质分析与测定。

(4)水合肼与氨水性质相似，属于二元弱碱。水合肼与盐酸反应产生的正盐化学式为_______________。

(5)水合肼具有还原性，被氧化生成氮气。称取馏分0.3000g，加水配成加20.00mL溶液，一定条件下用0.1500 mol/L的I2溶液滴定。

①水合肼与碘溶液反应的化学方程式为_______________________________________；

②实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，馏分中N2H4·H2O的质量分数为__________。(保留三位有效数字)

Answer 1

【答案】BD MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O 液面上升 防止NaClO分解为NaCl和NaClO3，影响水合肼的产率 A N2H6Cl2 N2H4·H2O＋2I2＝N2↑＋4HI＋H2O 25.0%

【解析】

装置A：二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，制取的氯气中含有氯化氢，装置B中玻璃管a的作用为平衡压强，氯气与氢氧化钠反应制备NaClO，Ⅱ中用冰水浴控制温度在30℃以下，防止NaClO(歧化)分解为氯酸钠和氯化钠，装置C进行尾气处理。

(1)根据配制一定质量分数的溶液的步骤选用仪器；

(2)B中氯气与氢氧化钠反应制备NaClO；B中玻璃管a的作用平衡压强，制取的氯气中含有氯化氢，为了提高NaClO的产率，需对A中产生的Cl2进行净化，由已知信息可知，在反应极易发生副反应，B中用冰水浴控制温度在30℃以下，这样做的目的是减少副反应的发生，提高水合肼的产率；

(3) N2H4H2O具有强还原性，容易被过量的NaClO氧化确定仪器A中试剂；

(4)模拟NH3与HCl反应产生的盐书写水合肼与HCl反应产生的盐的化学式；

(5) ①利用电子守恒、原子守恒结合题意，写出反应的化学方程式；

②根据①方程式进行计算。

(1)配制30%NaOH溶液时，用天平称量质量，在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，需要玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒，合理选项为BD；

(2)装置A中浓盐酸与MnO2混合加热制取氯气，发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；若C中发生堵塞时，B中气体压强增大，B中液体进入长玻璃管中，使长玻璃管中液面上升，形成水柱；若温度升高时，次氯酸钠容易发生自身的氧化还原反应生成氯酸钠和氯化钠，导致物质不纯，所以冰水浴温度需要在30℃以下，其主要目的是防止NaClO(歧化)分解为氯酸钠和氯化钠，影响水合肼的产率；

(3)在三颈烧瓶发生反应：CO(NH2)2+2NaOH+NaC1O=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl ，N2H4H2O具有强还原性，容易被过量的NaClO氧化，所以分液漏斗中盛有NaOH+NaC1O；

(4)水合肼属于二元弱碱。水合肼与盐酸产生的盐为N2H6Cl2；

(5)①水合肼具有还原性，其被I2氧化的方程式为N2H4·H2O＋2I2＝N2↑＋4HI＋H2O

②设馏分中水合肼(N2H4H2O)的质量分数为a，则根据反应方程式：

N2H4H2O + 2I2 = N2↑ + 4HI + H2O

50g 2mol

0.3000g×a 0.020L×0.15mol/L

50g：0.3000g×a=2mol：0.020L×0.15mol/L，解得：a=25%。