Question

【题目】水合肼(N2H4H2O)是一种强还原性的碱性液体，是一种用途广泛的化工原料，实验室用如图装置制备（部分装置省略）。回答下列问题：

(1)步骤1关闭K2、K3，打开K1，制备NaClO；步骤2关闭______，打开_______，通入N2一段时间；关闭K3，打开K2，通入NH3，制备N2H4H2O。

(2)盛放碱石灰的仪器的名称为____________,碱石灰的作用_________________。

(3)步骤2中通入N2一段时间的原因是______________________。

(4)本装置中制备氨气的化学方程式是____________________________。

(5)NH3与NaClO反应生成N2H4H2O的化学方程式为______________________。

(6)已知：N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O，实验室用碘标准溶液测定N2H4H2O粗产品的纯度。若称取N2H4H2O粗产品(其它杂质不与I2反应)2.000g，加水配成250.00mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，滴加几滴淀粉溶液，用0.3000molL-1的碘标准溶液进行滴定，碘标准溶液盛放在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。达到终点的现象是___________。实验测得消耗碘标准溶液的平均体积为20.00mL，则粗产品中水合肼的质量分数为________。

Answer 1

【答案】K1、K2 K3 干燥管 吸收氯气，防止污染空气 排除空气及多余的氯气 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O 2NH3+NaClO=N2H4·H2O+NaCl 酸式 当滴入最后一滴标准溶液，溶液变蓝且30s不褪色 75%

【解析】

由图可知氯化铵与熟石灰反应生成氨气，氯气与NaOH发生Cl2+2NaOH=NaC1O+NaC1+H2O，NaClO与氨气反应可制备N2H4H2O。碘可氧化橡胶，以淀粉为指示剂，通过淀粉遇碘单质变蓝来确定滴定终点；结合N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O计算水合肼的质量分数，以此来解答。

(1)根据流程图示及实验目的可知：步骤1关闭K2、K3，打开K1，向NaOH溶液中通入Cl2，发生反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O来制备NaClO；步骤2关闭K1、K2，打开K3，通入N2一段时间，将装置内的空气及未反应的Cl2排出；再关闭K3，打开K2，通入NH3，使反应制取的NH3进入装置内与NaClO反应制备N2H4H2O。

(2)盛放碱石灰的仪器的名称为干燥管，其作用是吸收未反应的氯气，防止污染空气；

(3)步骤2中通入N2一段时间的原因是排除空气及多余的氯气，防止影响氨气与NaClO的反应；

(4)在该装置中用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取氨气，制备氨气的化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O；

(5)NH3与 NaClO反应生成N2H4H2O的化学方程式为2NH3+NaClO=N2H4H2O+NaCl；

(6)碘单质容易与碱式滴定管的橡胶发生反应，其水溶液现酸性，所以碘标准溶液要盛放在酸式滴定管中，以淀粉溶液为指示剂，若达到滴定终点，滴入的碘标准溶液与淀粉溶液会变为蓝色，所以达到终点的现象是溶液变蓝且30s不褪色。实验测得消耗碘标准溶液的平均体积为20.00mL，则原样品消耗标准溶液中碘单质的物质的量n(I2)= 0.02L×0.3000mol/L×=0.0600mol，根据方程式N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O可知n(N2H4H2O)=n(I2)=0.0300 mol，所以粗产品中水合肼的质量分数为×100%=75%。