Question

8．肼（N₂H₄）是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品．資料表明，氨和次氯酸鈉溶液反應(yīng)能生成肼．相關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)如下：

	性狀	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	水溶性
N2H4	無色液體	1.4	113	與水混溶
N2H6SO4	無色晶體	254	/	微溶于冷水，易溶于熱水

某學(xué)生對NH₃與NaClO的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

步驟	操作	現(xiàn)象
I	取10g NaClO固體，加入100mL水	固體溶解，溶液呈堿性
II		液面上方出現(xiàn)白霧

（1）NaClO溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）ClO^-+H₂O?HClO+OH^-．
（2）肼是一種二元弱堿．
①向肼的溶液中滴加石蕊試劑，溶液變藍(lán)，其原因是（用化學(xué)用語表示）N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-．
②向水中持續(xù)通入NH₃，未觀察到白霧．推測現(xiàn)象中的白霧由N₂H₄小液滴形成，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)白霧，試紙變藍(lán)．該實(shí)驗(yàn)不能判斷白霧中含有N₂H₄，理由是白霧中混有NH₃，NH₃也可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．
（3）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了A中生成了N₂H₄．步驟II中反應(yīng)的化學(xué)方程式是（N₂不參與反應(yīng)）2NH₃+NaClO═N₂H₄+NaCl+H₂O．
（4）繼續(xù)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
a．向A中加入過量稀硫酸，得到沉淀．過濾、洗滌，得到N₂H₆SO₄固體．
b．將N₂H₆SO₄固體溶于KOH溶液，蒸餾，得到高純度、高濃度的N₂H₄溶液．
①通過檢驗(yàn)Cl^-來判斷沉淀是否洗滌干凈．檢驗(yàn)Cl^-操作是取少量洗滌后的濾液放入試管中，加入足量Ba（NO₃）₂溶液振蕩，靜置后，在上層清液中繼續(xù)加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈．
②提純含有NaCl的N₂H₆SO₄固體的實(shí)驗(yàn)方法可以是重結(jié)晶．
③實(shí)驗(yàn)b中省略的實(shí)驗(yàn)操作是蒸餾．
（5）常見無機(jī)酸與N₂H₄反應(yīng)的能力順序如下：H₃PO₄＜H₂SO₄＜HClO₄．原因是P、S、Cl都是第三周期元素．同一周期的元素，從左到右，核電荷數(shù)逐漸增大，原子半徑減小，得電子能力逐漸增強(qiáng)，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬最高價(jià)含氧酸與N₂H₄的反應(yīng)能力逐漸增強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）NaClO溶液中溶質(zhì)是強(qiáng)堿弱酸鹽，次氯酸根離子水解溶液呈堿性；
（2）①向肼的溶液中滴加石蕊試劑，溶液變藍(lán)說明溶液顯堿性，肼是一種二元弱堿，肼水溶液中電離出氫氧根離子；
②氨氣也是堿性氣體，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)；
（3）步驟II中反應(yīng)是氨氣被次氯酸鈉溶液氧化生成肼；
（4）①洗滌液加入足量硝酸鋇溶液靜置后在上層清液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)氯離子的存在；
②氯化鈉隨溫度變化溶解度變化不大，提純含有NaCl的N₂H₆SO₄固體，可以利用重結(jié)晶法提純；
③將N₂H₆SO₄固體溶于KOH溶液反應(yīng)生成肼，通過蒸餾分離出來；
（5）依據(jù)同周期非金屬元素的遞變規(guī)律分析，酸性越強(qiáng)越易結(jié)合肼是因?yàn)榉墙饘傩栽綇?qiáng)．

解答 解：（1）NaClO溶液中溶質(zhì)是強(qiáng)堿弱酸鹽，次氯酸根離子水解溶液呈堿性，離子方程式為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，故答案為：ClO^-+H₂O?HClO+OH^-；
（2）①向肼的溶液中滴加石蕊試劑，溶液變藍(lán)說明溶液顯堿性，肼是一種二元弱堿，肼水溶液中電離出氫氧根離子，電離方程式為：N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-，
故答案為：N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-；
②向水中持續(xù)通入NH₃，未觀察到白霧，推測現(xiàn)象中的白霧由N₂H₄小液滴形成，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)白霧，試紙變藍(lán)．該實(shí)驗(yàn)不能判斷白霧中含有N₂H₄，故氨氣也是堿性氣體，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)，
故答案為：白霧中混有NH₃，NH₃也可以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；
（3）步驟II中反應(yīng)是氨氣被次氯酸鈉溶液氧化生成肼，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NH₃+NaClO═N₂H₄+NaCl+H₂O，故答案為：2NH₃+NaClO═N₂H₄+NaCl+H₂O；
（4）①洗滌液加入足量硝酸鋇溶液顯沉淀硫酸根離子，靜置后在上層清液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)氯離子的存在，檢驗(yàn)Cl^-操作是；取少量洗滌后的濾液放入試管中，加入足量Ba（NO₃）₂溶液振蕩，靜置后，在上層清液中繼續(xù)加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈，
故答案為：取少量洗滌后的濾液放入試管中，加入足量Ba（NO₃）₂溶液振蕩，靜置后，在上層清液中繼續(xù)加入硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈；
②氯化鈉隨溫度變化溶解度變化不大，N₂H₆SO₄溶解度隨溫度變化大，提純含有NaCl的N₂H₆SO₄固體，可以利用重結(jié)晶法提純，
故答案為：重結(jié)晶；
③將N₂H₆SO₄固體溶于KOH溶液反應(yīng)生成肼，肼的沸點(diǎn)為113°C，通過蒸餾分離出來，
故答案為：蒸餾；
（5）同周期非金屬元素的遞變規(guī)律分析，酸性越強(qiáng)越易結(jié)合肼是因?yàn)榉墙饘傩栽綇?qiáng)，P、S、Cl都是第三周期元素．同一周期的元素，從左到右，核電荷數(shù)逐漸增大，原子半徑減小，得電子能力逐漸增強(qiáng)；
故答案為：P、S、Cl都是第三周期元素．同一周期的元素，從左到右，核電荷數(shù)逐漸增大，原子半徑減小，得電子能力逐漸增強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，溶液酸堿性，物質(zhì)酸堿性判斷，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)基本操作和物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．