Question

2．肼是重要的化工原料．某探究小組利用下列反應(yīng)制取水合肼（N₂H₄•H₂O）：CO（NH₂）₂+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
實(shí)驗(yàn)一：制備NaClO溶液
（1）將氯氣通入到盛有NaOH溶液的錐形瓶中，錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O．
實(shí)驗(yàn)二：制取水合肼（實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示）
控制反應(yīng)溫度，將分液漏斗中的溶液緩慢滴入三頸燒瓶中，充分反應(yīng)．加熱蒸餾三頸燒瓶內(nèi)的溶液，收集108～114℃餾分．（已知：N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+3H₂O+2NaCl）
（2）儀器X的名稱是（直形）冷凝管；分液漏斗中的溶液是A（填“A”或“B”）；
A．NaOH和NaClO混合溶液
B．CO（NH₂）₂溶液
選擇的理由是如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化．
實(shí)驗(yàn)三：測定餾分中水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
水合肼具有還原性，被氧化生成氮?dú)猓疁y定水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可采用下列步驟：
a．稱取餾分5.000g，加入適量NaHCO₃固體，經(jīng)稀釋、轉(zhuǎn)移、定容等步驟，配制250mL溶液．
b．移取25.00mL溶液于錐形瓶中，加入10mL水，搖勻．
c．用0.2000mol•L^-1碘溶液滴定至溶液出現(xiàn)微黃色且半分鐘內(nèi)不消失，滴定過程中，溶液的pH保持在6.5左右．記錄消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積．
d．進(jìn)一步操作與數(shù)據(jù)處理．
（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；測定過程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是生成的HI與NaHCO₃ 反應(yīng)．
（4）滴定時，碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中；若三次滴定消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為18.00mL，則餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0%（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（2）根據(jù)裝置圖可知儀器X的名稱；依據(jù)制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反應(yīng)原理為：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)物分析判斷；水合肼（N₂H₄•H₂O）具有還原性，易被次氯酸鈉氧化；
（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)狻⒌饣瘹浜退�；NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因?yàn)樘妓釟溻c和碘化氫反應(yīng)；
（4）碘單質(zhì)具有氧化性，選擇酸式滴定管盛裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算得到餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

解答 解：（1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
故答案為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
（2）根據(jù)裝置圖可知儀器X的名稱為 （直形）冷凝管；依據(jù)制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反應(yīng)原理為：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)物分析判斷，分液漏斗中的溶液是NaOH和NaClO混合溶液；水合肼（N₂H₄•H₂O）具有還原性，易被次氯酸鈉氧化，如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；
故答案為：（直形）冷凝管；A；如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；
（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)�、碘化氫和水，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因?yàn)樘妓釟溻c和碘化氫反應(yīng)；
故答案為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；生成的HI與NaHCO₃ 反應(yīng)；
（4）碘單質(zhì)具有氧化性，選擇酸式滴定管盛裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算得到餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；
1 2
n 0.2000mol/L×0.018L
n=0.0018mol
250ml溶液中含有的物質(zhì)的量=0.0018mol×$\frac{250}{25}$=0.018mol
水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.018mol×50g/mol}{5.00g}$×100%=18.0%
故答案為：酸式；18.0%．

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)制備和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分析和驗(yàn)證方法應(yīng)用，主要是過程分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．