Question

4．肼（N₃H₄）和亞硝酸鈉在化工生產及航天工業(yè)中具有十分廣泛的應用，如圖是以液氨為原料生產肼和亞硝酸鈉的工藝流程（肼能與水混溶，形成穩(wěn)定的N₂H₄•H₂O）：

回答下列問題：
（1）NaNO₂中N的化合價為+3．
（2）寫出在NaClO溶液中通入NH₃得到成品液1的化學反應方程式：2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl．
（3）由成品液2得到成品固體混合物需經過的操作步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥．
（4）亞硝酸鈉在一定條件下能與無水肼反應生成一種鈉氨化合物和水，生成的鈉氨化合物中鈉的質量分數為0.353g．則反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：1；該反應中的氧化產物是NaN₃．
（5）已知所得成品固體混合物中含有2種鈉鹽，若要獲得NaNO₂產品，則需要除去的物質為NaNO₃（填化學式）；使用Pb進行處理時，雜質能轉變?yōu)镹aNO₂，而Pb轉化成PbO，則這一處理過程發(fā)生反應的化學方程式為NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO；已知，NaNO₂在鄰苯二甲酸二丁酯中溶解度遠大于在水中的溶解度，而另一鈉鹽則不具有該性質，若用有機溶劑鄰苯二甲酸二丁酯處理成品固體混合物水溶液時，NaNO₂ 與另一鈉鹽通過分液（填操作名稱）被分離．

Answer 1

分析 以液氨為原料生產肼和亞硝酸鈉的工藝流程（肼能與水混溶，形成穩(wěn)定的N₂H₄•H₂O）：由氯氣和氫氧化鈉制備次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉與氨氣在一定條件下發(fā)生反應2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl，得到N₂H₄•H₂O溶液，提純可得到產品，氨氣與氧氣生成一氧化氮和二氧化氮，通入氫氧化鈉得到的溶液2中含有硝酸鈉和亞硝酸鈉，經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到硝酸鈉與亞硝酸鈉的固體混合物，再加入Pb，發(fā)生反應NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO，得到純凈的產品NaNO₂，據此分析解答．

解答 解：（1）NaNO₂中鈉元素+1價，氧元素-2價，化合物中化合價的代數和為0，則氮元素化合價+3價；
故答案為：+3；
（2）NaClO溶液中通入NH₃得到產品N₂H₄•H₂O，氮元素化合價升高，則氯元素化合價降低有氯化鈉生成，故反應方程式為：2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl；
故答案為：2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl；
（3）成品2溶液為硝酸鈉與亞硝酸鈉的混合溶液，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥可得到硝酸鈉和亞硝酸鈉的固體混合物；
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；
（4）該鈉氮化合物中鈉的質量分數為0.3538，設化合物為NaN_x，則：$\frac{23}{23+14×3}$=0.3538，解得x=3，則
亞硝酸鈉在一定條件下能與無水肼反應生成NaN₃和水，發(fā)生的反應為：NaNO₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$NaN₃+
H₂O，則氧化劑與還原劑的物質的量之比為1：1，氧化產物還原產物均為 NaN₃；
故答案為：1：1；NaN₃；
（5）固體混合物為硝酸鈉和亞硝酸鈉，若要獲得NaNO₂產品，則需要除去的物質為硝酸鈉，使用Pb進行處理時，雜質硝酸鈉能轉變?yōu)镹aNO₂，而Pb轉化成PbO，發(fā)生的反應為：NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO，NaNO₂在鄰苯二甲酸二丁酯中溶解度遠大于在水中的溶解度，而另一鈉鹽則不具有該性質，若用有機溶劑鄰苯二甲酸二丁酯處理成品固體混合物水溶液時，NaNO₂ 與另一鈉鹽通過分液的方法分離；
故答案為：NaNO₃；NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO；分液．

點評 本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質分離提純等基本操作，難度中等，要求學生要有扎實的實驗基礎知識和靈活應用信息、基礎知識解決問題的能力．