题目内容

【题目】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)。

已知:N2H4·H2O高温易分解,易氧化

制备原理:CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4·H2O+NaCl

(实验一) 制备NaClO溶液(实验装置如图所示)

(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外,还有_____(填标号)

A.容量瓶 B.烧杯 C.烧瓶 D.玻璃棒

(2)锥形瓶中发生反应化学程式是_____________________________

(实验二) 制取水合肼。(实验装置如图所示)

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。

(3)分液漏斗中的溶液是____________(填标号)。

ACO(NH2)2溶液 BNaOHNaClO混合溶液

选择的理由是____________。蒸馏时需要减压,原因是______________

(实验三) 测定馏分中肼含量。

(4)水合肼具有还原性,可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤:

a.称取馏分5.000g,加入适量NaHCO3固体(保证滴定过程中溶液的pH保持在6.5左右),配制1000mL溶液。

b.移取10.00 mL于锥形瓶中,加入10mL水,摇匀。

c.用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现______________,记录消耗碘的标准液的体积。

d.进一步操作与数据处理

(5)滴定时,碘的标准溶液盛放在______________滴定管中(选填:酸式碱式)水合肼与碘溶液反应的化学方程式________________________

(6)若本次滴定消耗碘的标准溶液为8.20mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为______

【答案】BD Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O B 如果次氯酸钠溶液装在三颈烧瓶中,生成的水合肼会被次氯酸钠氧化 减压蒸馏可使产品在较低温度下气化,避免高温分解 淡黄色且半分钟不消失 酸式 N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O 82.00%

【解析】

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)依据制取水合肼(N2H4·H2O)的反应原理为:CONH22+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;

4)根据反应原理确定反应终点;

5)根据碘溶液的性质确定所用仪器;

6)根据N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O进行计算。

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,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,故答案为:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O

3)水合肼(N2H4·H2O)中氮元素为—2价,具有还原性,若次氯酸钠过量,具有强氧化性的次氯酸钠会氧化水合肼,为防止水合肼被氧化,分液漏斗中的溶液应是NaOHNaClO混合溶液;水合肼高温易分解,减压会降低物质的沸点,则为防止水合肼分解需要减压蒸馏,故答案为:B;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;馏分高温易分解,减压会降低物质的沸点;

4)根据反应N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O,终点时碘过量,用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现淡黄色且半分钟不消失,记录消耗碘的标准液的体积,故答案为:淡黄色且半分钟不消失;

5)滴定时,碘具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,则碘的标准溶液盛放在酸式滴定管中,故答案为:酸式;

6)由题意可知,水合肼与碘溶液反应生成氮气、碘化氢和水,反应的化学方程式为N2H2·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O,由方程式可知nN2H2·H2O=0.2000mol·L1×0.0082L×=0.00082mol250ml溶液中含有的物质的量=0.00082mol× =0.082mol,水合肼(N2H2·H2O)的质量分数= ×100%=82%,故答案为:N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O 82%

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