Question

【题目】水合肼(N2H4·H2O)是无色、有强还原性的液体，实验室制备水合肼的原理为：CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl据此，某学生设计了下列实验。

【制备NaClO溶液】实验装置如下图图甲所示（部分夹持装置已省略）

已知：3NaClO2NaCl+NaClO3

（1）配制30 %NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有__________（填字母）。

A.容量瓶 B．烧杯 C．移液管 D.玻璃棒

（2）装置I中发生的离子反应方程式是_______________；Ⅱ中玻璃管a的作用为____________；Ⅱ中用冰水浴控制温度在30℃以下，其主要目的___________________

【制取水合肼】实验装置如上图图乙所示

（3）反应过程中，如果分液漏斗中溶液的滴速过快， 部分N2H4·H2O参与A中反应并产生大量氮气，产品产率因此降低，请写出降低产率的相关化学反应方程式____________________；充分反应后，加热蒸馏A内的溶液即可得到水合肼的粗产品。

【测定肼的含量】

（4）称取馏分0.3000 g，加水配成20.0 mL溶液，一定条件下用0.1500 mol·L-1的I2溶液滴定。已知: N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O。

①滴定时，可以选用的指示剂为____________；

②实验测得消耗I2溶液的平均值为20. 00 mL，馏分中N2H4·H2O的质量分数为____。

Answer 1

【答案】 BD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 平衡压强 防止NaClO分解为NaCl和NaClO3，影响水合肼的产率 2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O 淀粉溶液 25%

【解析】分析：本题考查质量分数溶液的配制、NaClO溶液和水合肼的制备、Cl2的实验室制备、肼含量的测定、指定情境下方程式的书写。

【制备NaClO溶液】图甲装置I中MnO2与浓盐酸共热制Cl2；根据“已知3NaClO2NaCl+NaClO3”，说明NaClO受热易分解，装置II中Cl2与NaOH溶液在冰水浴中制备NaClO溶液；Cl2有毒，装置III用于吸收多余Cl2，防止污染大气。

【制备水合肼】由于水合肼具有强还原性，NaClO具有强氧化性，NaClO溶液滴加过快，NaClO将部分水合肼氧化成N2，NaClO被还原成NaCl。

【测定肼的含量】反应中用碘水滴定肼溶液，所以用淀粉溶液作指示剂。根据消耗的I2和方程式计算N2H4·H2O的质量，进一步计算N2H4·H2O的质量分数。

详解：【制备NaClO溶液】（1）配制30%NaOH溶液的实验步骤为：计算、称量、溶解，所需的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒，答案选BD。

（2）图甲装置I中MnO2与浓HCl共热制备Cl2，反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。II中玻璃管a的作用为：平衡压强。装置II中Cl2与NaOH溶液反应制备NaClO溶液，根据“已知3NaClO2NaCl+NaClO3”，说明NaClO受热易分解，为了防止NaClO分解，使用冰水浴降低温度。II中用冰水浴控制温度在30℃以下，其主要目的是：防止NaClO分解生成NaCl和NaClO3，影响水合肼的产率。

【制备水合肼】（3）图乙的分液漏斗中为NaClO溶液，水合肼具有强还原性，NaClO具有强氧化性，若滴加速率过快，溶液中有过多的NaClO，水合肼参与反应被氧化成N2，NaClO被还原成NaCl，根据得失电子守恒和原子守恒，相关反应的化学方程式为2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O。

【测定肼的含量】①滴定时反应原理为2I2+N2H4·H2O=N2↑+4HI+H2O，使用标准碘水溶液，可选用的指示剂为淀粉溶液。滴定终点的现象为：滴入最后一滴I2溶液，溶液变为蓝色且在30s内不褪去。

②20.00mL溶液中n（N2H4·H2O）=n（I2）=0.1500mol/L0.02L=0.0015mol，馏分中m（N2H4·H2O）=0.0015mol50g/mol=0.075g，馏分中N2H4·H2O的质量分数为100%=25%。