题目内容
【题目】水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,是无色透明、具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂,利用尿素法生产水合肼的原理为CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl。
实验一:制备NaClO溶液。(实验装置如图1所示)
(1)下列仪器在配制100 mL7.5mol/L的NaOH溶液时,可能用到的有_______(填字母)。
A.容量瓶 B.烧瓶 C.胶头滴管 D.玻璃棒
(2)锥形瓶中发生反应的离子方程式为____。
实验二:制取水合肼。(实验装置如图2所示)
(3)①装置A的名称为____,反应过程中需控制反应温度,同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中,如果滴速过快则会导致产品产率降低,同时产生大量氮气,写出该过程的化学反应方程式:____________,故分液漏斗中的溶液是_____(填字母)。
A. CO(NH2)2溶液 B. NaOH和NaClO
②充分反应后,加热A内的溶液,收集108~114℃的馏分,即可得到水合肼的粗产品。
实验三:测定馏分中肼含量。
(4)称取馏分5.0 g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250 mL溶液,移岀25.00 mL置于锥形瓶中,并滴加23滴淀粉溶液,用0.10 mol/L的标准I2溶液滴定。滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。(已知:N2H4·H2O + 2I2=N2↑+ H2O+4HI)
滴定时,碘的标准溶液盛放在____(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;本实验滴定终点的现象为____。实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00 mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为________。
【答案】ACD Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 三颈烧瓶 N2H4·H2O+2NaClO=2NaCl+N2↑+3H2O B 酸式 溶液由无色变为浅蓝色,并在半分钟内不褪色 9.0%
【解析】
(1)配制100 mL7.5mol/L的NaOH溶液时,需要使用100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等仪器。答案为ACD
(2)在锥形瓶中,Cl2与NaOH发生反应生成次氯酸钠、氯化钠和水:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(3)①装置A的名称为三颈烧瓶。反应过程中需控制反应温度,同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中,如果滴速过快则会导致产品产率降低,同时产生大量氮气,说明发生了氧化还原反应:N2H4·H2O+2NaClO=2NaCl+N2↑+3H2O;如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中,反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化,所以次氯酸钠应装在分液漏斗中。答案为B。
(4)①因为碘易腐蚀橡胶,所以滴定时,碘的标准溶液应盛放在酸式滴定管内。由于碘遇淀粉显蓝色,所以终点实验现象是溶液由无色变为浅蓝色,并在半分钟内不褪色。设取出的25.00mL溶液中含水合肼的质量为x,则
N2H4·H2O + 2I2=N2↑+ H2O+4HI
50g 2mol
x 0.10 mol/L×0.018L
馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为。