题目内容

3． 肼是重要的化工原料．某探究小组利用下列反应制取水合肼（N2H4•H2O）．
CO（NH2）+2NaOH+NaClO═Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl
实验一：制备NaClO溶液．（实验装置如图1所示）
（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有BD（填标号）．
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应的化学方程式是Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O．
（3）因后续实验需要，需利用中和滴定原理测定反应后锥形瓶中混合溶液的NaOH的浓度．请选用所提供的试剂，设计实验方案．提供的试剂：H2O2溶液、FeCl2溶液、0.1000mol•L-1盐酸、酚酞试液取一定量锥形瓶内混合溶液，加入适量的H2O2溶液后，滴加2～3滴酚酞试液，用0.100mol•L-1盐酸滴定，重复上述操作2～3次；
实验二：制取水合肼．（实验装置如图2所示）
控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应．加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114℃馏分．
（已知：N2H4•H2O+2NaClO═N2↑+3H2O+2NaCl）
（4）分液漏斗中的溶液是B（填标号）．
A．CO（NH2）2溶液
B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是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．
实验三：测定馏分中肼含量．
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO3固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol•L-1的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↑+4HI+H2O）
（5）滴定过程中，NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右，原因是NaHCO3会与滴定过程中产生的HI反应．
（6）实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N2H4•H2O）的质量分数为9%．

分析 （1）配制一定质量分数的溶液时，具体步骤是计算、称量、溶解，NaOH固体时需要放在烧杯中称，量取水时需要量筒，溶解时需要烧杯、玻璃棒；
（2）氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中与NaOH发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（3）中和滴定测定混合溶液的NaOH的浓度时，需要排除溶液里的NaClO的干扰，可通过加入还原性的过氧化氢，其氧化产物是氧气，没有向溶液里引入新杂质，而不选用FeCl2溶液的原因是其氧化产物Fe3+会消耗NaOH生成Fe（OH）3沉淀，再选择指示剂进行中和滴定就可以了；
（4）依据制取水合肼（N2H4•H2O）的反应原理为：CO（NH2）+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl，结合反应产物和反应物分析判断；水合肼（N2H4•H2O）具有还原性，易被次氯酸钠氧化；
（5）NaHCO3能通过与碘化氢的反应控制溶液的pH在6.5左右；
（6）结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼（N2H4•H2O）的质量分数．

解答 解：（1）配制一定质量分数的溶液时，溶解时需要烧杯、玻璃棒，故答案为：BD；
（2）锥形瓶中氯气和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，故答案为：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O；
（3）中和滴定测定混合溶液中NaOH的浓度时，需要排除溶液里的NaClO的干扰，可通过加入还原性的H2O2除去NaClO，然后滴加酚酞指示剂，再用标准的盐酸滴定测出NaOH溶液的浓度，故答案为：取一定量锥形瓶内混合溶液，加入适量的H2O2溶液后，滴加2～3滴酚酞试液，用 0.100mol•L-1盐酸滴定，重复上述操作2～3次；
（4）反应CO（NH2）+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl中，水合肼（N2H4•H2O）作还原剂，具有还原性，易被次氯酸钠氧化，故答案为：A；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；
（5）NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右，是因为碳酸氢钠和碘化氢反应，故答案为：NaHCO3会与滴定过程中产生的HI反应；
（6）结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼（N2H4•H2O）的质量分数，
N2H2•H2O+2I2=N2+4HI+H2O
1         2
n       0.1000mol/L×0.018L
n=0.0009mol
250ml溶液中含有的物质的量=0.0009mol×$\frac{250}{25}$=0.009mol
水合肼（N2H2•H2O）的质量分数=$\frac{0.009×50g/mol}{5.00g}$×100%=9.0%
故答案为：9%．

点评 本题考查了物质制备和性质的实验分析和验证方法应用，主要是过程分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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13．仪器名称为“容量瓶”的是（　　）
A．B．C．D．
14．下列说法中，正确的是（　　）
A．相邻的原子之间的相互作用叫做化学键
B．金属和非金属元素的相互化合，都能形成离子键
C．钠元素的原子半径比其阳离子半径大
D．氯元素的原子半径比其阴离子半径小
11．进行下面的实验，必须用到下列何种仪器，请用该仪器的名称填空：

①欲干燥NH3需使用仪器球形干燥管；
②欲分离互不相溶的两种液态物质，须使用分液漏斗；
③欲分离液态混合物中沸点不同的组分，须使用蒸馏烧瓶、酒精灯；
④欲分离浮于液体中的固体物质，须使用漏斗．
（2）物质的分离是化学研究中常用的方法，填写下列物质分离时需使用的方法（不必叙述操作细节）．
①固体和液体的分离过滤．
②含固体溶质的溶液中除去部分溶剂蒸发．
③几种沸点相差较大的互溶液体的分离蒸馏．
④根据两种物质在水中溶解度的不同，提纯物质：结晶．
18．某草酸亚铁样品（FeC2O4•XH2O）中含有少量硝酸亚铁．现用滴定法测定该样品中FeC2O4的含量．实验步骤为：

回答下列问题：
（1）滴定管在滴定前必须进行必要的操作，正确操作顺序为（填写编号）：③①②④
①洗涤 ②润洗 ③检漏 ④注液，排气泡，调液面
（2）上述滴定过程中所发生的反应如下，请配平方程式并将系数填入方框中．
①5Fe2++1MnO${\;}_{4}^{-}$+8H+=5Fe3++1Mn2++4H2O
②5H2C2O4+2MnO${\;}_{4}^{-}$+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
第一次滴定所发生的化学反应方程式是①②（填编号）；第二次滴定所发生的化学反应方程式是①（填编号）．
（3）加入适量Zn的作用是把铁离子还原为亚铁离子．
（4）如果第一次滴定所消耗的高锰酸钾溶液的体积是第二次的2倍，则FeC2O4•XH2O与FeSO4的物质的量之比为1：1．
8．在2L密闭容器中，发生3A（g）+B（g）?2C（g）反应，若最初加入A和B都是4mol，A的平均反应速率为0.12mol/（L•s），则10秒钟后容器中的B是（　　）
A．2.8molB．1.6molC．3.2molD．3.6mol
15．下列元素第一电离能最大的是（　　）
A．2p轨道上有3个不成对电子的元素
B．最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素
C．形成化合物种类最多的元素
D．周期数等于族序数等于次外层电子数的元素
12．一定温度下，在密闭容器中进行反应：X（s）?Y（s）+2Z（g）△H＞0，反应达到平很后测得气体压强为akPa．
（1）若升高温度，则平衡常数将增大（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；气体相对分子质量将不变；
（2）若温度不变，缩小容器体积至原来的$\frac{1}{3}$，则压缩后达到的新平衡的时间内，气体压强（p）变化范围为0＜P＜3a；
（3）若其他条件不变，增大Y的物质的量，平衡将不（填”“向左”、“向右”或“不”）移动；
（4）若其他条件不变，扩大容器的容积，则达到新平衡时，与原平衡相比，下列物理量增大的是BC．
A．m（X）  B．n（Y）  C．n（Z）  D．c（Z）
13．下列电子式正确的是（　　）
A．H2O2B．MgCl2C．HClO　　D．CCl4

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