Question

肼（N₂H₄）是氮和氫形成的一種化合物，易溶于水．工業(yè)上利用尿素法生產(chǎn)肼，同時得到副產(chǎn)品十水合碳酸鈉，其工藝流程如下：

制肼過程的反應為：CO（NH₂）₂（尿素）+NaClO+2NaOH=N₂H₄+Na₂CO₃+NaCl+H₂O．
（1）實驗室若配制200g質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液，需要水的體積為______mL（水的密度近似看作1g/cm³）．配制時，用量筒量取所需的水，倒入裝有已稱量好的氫氧化鈉固體的______里，用玻璃棒攪拌，使其溶解，并冷卻至室溫．把配好的溶液裝入試劑瓶，塞好橡皮塞并______，放到指定的地方．
（2）在實驗室中，將肼液Ⅰ蒸發(fā)、冷卻后，會有十水合碳酸鈉晶體出現(xiàn)，欲除去該晶體，得到肼液Ⅱ．可采用的操作為______（選填編號）．
A．蒸餾　B．加水攪拌C．高溫灼燒　　　 D．過濾
（3）十水合碳酸鈉（Na₂CO₃?10H₂O）易溶于水，水溶液呈堿性，用pH試紙測定該溶液的pH的方法是______．
（4）肼很容易與氧氣反應，且反應產(chǎn)物無污染，故可用于除去鍋爐等設備供水中溶解的氧氣等．請寫出肼與氧氣時發(fā)生反應的化學方程式：______．

Answer 1

解：
（1）實驗室若配制200g質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液，溶質(zhì)的質(zhì)量為200g×30%=60g，需要水的質(zhì)量為200g-60g=140g，水的密度近似看作1g/cm³，所以折合體積是140mL．由于氫氧化鈉固體具有腐蝕性，所以在稱量過程中是放在燒杯中進行的，而配制溶液也需要在燒杯中進行，所以用量筒量取所需的水，倒入裝有已稱量好的氫氧化鈉固體的 燒杯里，用玻璃棒攪拌，使其溶解，并冷卻至室溫．把配好的溶液裝入試劑瓶，塞好橡皮塞并 貼好標簽，放到指定的地方．
（2）“將肼液Ⅰ蒸發(fā)、冷卻后，會有十水合碳酸鈉晶體出現(xiàn)”這個晶體的出現(xiàn)，換個理解此時十水合碳酸鈉是不溶的，所以欲除去該晶體，就可以進行過濾．過濾是將不溶性物質(zhì)與溶劑分離開來的操作．
（3）溶液pH測定，先取樣，將樣品滴在pH試紙上，把pH試紙顯示的顏色與標準比色卡對比，讀數(shù)．
（4）肼很容易與氧氣反應，且反應產(chǎn)物無污染，而由于肼是含有氮氫元素的，同時能與氧氣反應，根據(jù)質(zhì)量守恒定律以及生成物物污染，可以知道對應的生成物中含氮元素的物質(zhì)一定不是氮氧化合物，只能是氮氣，同時含氫的物質(zhì)是水． 則肼與氧氣時發(fā)生反應的化學方程式：N₂H₄+O₂═N₂+2H₂O．
故答案為：（1）140； 燒杯； 貼好標簽； （2）D； （3）在白瓷板或玻璃片上放上一小片pH試紙，用玻璃棒蘸取碳酸鈉溶液，滴到pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較，讀出pH值；（4）N₂H₄+O₂═N₂+2H₂O．
分析：流程圖展示的轉(zhuǎn)化制備關系略微復雜，而問到的問題卻幾乎可以不借助上面的轉(zhuǎn)化圖即可解決：
（1）實驗室若配制200g質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液，根據(jù)質(zhì)量分數(shù)的定義，溶液質(zhì)量乘以質(zhì)量分數(shù)就可以得到溶質(zhì)的質(zhì)量，溶劑的質(zhì)量等于溶液的質(zhì)量減去溶質(zhì)的質(zhì)量，所以可以求算出水的質(zhì)量，進而結(jié)合水的密度折算成體積即可．配制溶液用到燒杯．
（2）在實驗室中，將肼液Ⅰ蒸發(fā)、冷卻后，會有十水合碳酸鈉晶體出現(xiàn)，欲除去該晶體，得到肼液Ⅱ．這里題干明確說明得到的是十水合碳酸鈉晶體，即現(xiàn)在的十水合碳酸鈉晶體是不溶于水的狀態(tài)，將不溶性物質(zhì)與溶劑分離就是過濾．
（3）溶液的pH測定，先取樣滴在pH試紙上，進而和標準比色卡對比即可．
（4）肼很容易與氧氣反應，且反應產(chǎn)物無污染，肼是含有氮元素和氫元素的，同時能與氧氣反應，根據(jù)質(zhì)量守恒定律以及生成物物污染，可以知道對應的生成物中含氮元素的物質(zhì)一定不是氮氧化合物，只能是氮氣，同時含氫的物質(zhì)是水．
點評：從給出的問題直接進行分析，而不是從題干龐大復雜的信息去解題，這是信息處理的能力．