Question

【題目】水合肼(N2H4·H2O)是無(wú)色、有強(qiáng)還原性的液體，實(shí)驗(yàn)室制備水合肼的原理為：CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl據(jù)此，某學(xué)生設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)。

【制備NaClO溶液】實(shí)驗(yàn)裝置如下圖圖甲所示（部分夾持裝置已省略）

已知：3NaClO2NaCl+NaClO3

（1）配制30 %NaOH溶液時(shí)，所需玻璃儀器除量筒外還有__________（填字母）。

A.容量瓶 B．燒杯 C．移液管 D.玻璃棒

（2）裝置I中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是_______________；Ⅱ中玻璃管a的作用為____________；Ⅱ中用冰水浴控制溫度在30℃以下，其主要目的___________________

【制取水合肼】實(shí)驗(yàn)裝置如上圖圖乙所示

（3）反應(yīng)過(guò)程中，如果分液漏斗中溶液的滴速過(guò)快， 部分N2H4·H2O參與A中反應(yīng)并產(chǎn)生大量氮?dú)�，產(chǎn)品產(chǎn)率因此降低，請(qǐng)寫(xiě)出降低產(chǎn)率的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式____________________；充分反應(yīng)后，加熱蒸餾A內(nèi)的溶液即可得到水合肼的粗產(chǎn)品。

【測(cè)定肼的含量】

（4）稱(chēng)取餾分0.3000 g，加水配成20.0 mL溶液，一定條件下用0.1500 mol·L-1的I2溶液滴定。已知: N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O。

①滴定時(shí)，可以選用的指示劑為____________；

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I2溶液的平均值為20. 00 mL，餾分中N2H4·H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。

Answer 1

【答案】 BD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 平衡壓強(qiáng) 防止NaClO分解為NaCl和NaClO3，影響水合肼的產(chǎn)率 2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O 淀粉溶液 25%

【解析】分析：本題考查質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制、NaClO溶液和水合肼的制備、Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備、肼含量的測(cè)定、指定情境下方程式的書(shū)寫(xiě)。

【制備NaClO溶液】圖甲裝置I中MnO2與濃鹽酸共熱制Cl2；根據(jù)“已知3NaClO2NaCl+NaClO3”，說(shuō)明NaClO受熱易分解，裝置II中Cl2與NaOH溶液在冰水浴中制備NaClO溶液；Cl2有毒，裝置III用于吸收多余Cl2，防止污染大氣。

【制備水合肼】由于水合肼具有強(qiáng)還原性，NaClO具有強(qiáng)氧化性，NaClO溶液滴加過(guò)快，NaClO將部分水合肼氧化成N2，NaClO被還原成NaCl。

【測(cè)定肼的含量】反應(yīng)中用碘水滴定肼溶液，所以用淀粉溶液作指示劑。根據(jù)消耗的I2和方程式計(jì)算N2H4·H2O的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算N2H4·H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

詳解：【制備NaClO溶液】（1）配制30%NaOH溶液的實(shí)驗(yàn)步驟為：計(jì)算、稱(chēng)量、溶解，所需的玻璃儀器有：量筒、燒杯、玻璃棒，答案選BD。

（2）圖甲裝置I中MnO2與濃HCl共熱制備Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl（濃）MnCl2+Cl2↑+2H2O，反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。II中玻璃管a的作用為：平衡壓強(qiáng)。裝置II中Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制備NaClO溶液，根據(jù)“已知3NaClO2NaCl+NaClO3”，說(shuō)明NaClO受熱易分解，為了防止NaClO分解，使用冰水浴降低溫度。II中用冰水浴控制溫度在30℃以下，其主要目的是：防止NaClO分解生成NaCl和NaClO3，影響水合肼的產(chǎn)率。

【制備水合肼】（3）圖乙的分液漏斗中為NaClO溶液，水合肼具有強(qiáng)還原性，NaClO具有強(qiáng)氧化性，若滴加速率過(guò)快，溶液中有過(guò)多的NaClO，水合肼參與反應(yīng)被氧化成N2，NaClO被還原成NaCl，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O。

【測(cè)定肼的含量】①滴定時(shí)反應(yīng)原理為2I2+N2H4·H2O=N2↑+4HI+H2O，使用標(biāo)準(zhǔn)碘水溶液，可選用的指示劑為淀粉溶液。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為：滴入最后一滴I2溶液，溶液變?yōu)樗{(lán)色且在30s內(nèi)不褪去。

②20.00mL溶液中n（N2H4·H2O）=n（I2）=0.1500mol/L0.02L=0.0015mol，餾分中m（N2H4·H2O）=0.0015mol50g/mol=0.075g，餾分中N2H4·H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=25%。