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+NaClO=Na2CO3+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)。
A.CO(NH2)2溶液 B.NaOH和NaClO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”或“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+2NaOH=NaClO+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:CO(NH2)2+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NaOH和NaClO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n(N2H2·H2O)=0.2000mol·L-1×0.0082L×=0.00082mol,250ml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%。
【题目】 下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列),根据要求回答下列问题:
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge |
(1)以上元素的基态原子的电子排布中,4s轨道上只有1个电子的元素有______(填元素名称)。
(2)以上元素中,属于s区的元素有_____种,属于d区的元素有______种。
(3)第一电离能I1(Cr)________I1(Co)(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(4)现有含钛的两种颜色的晶体,Ti3+的配位数均为6,一种为紫色,一种为绿色,相关实验证明,两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的。试推断紫色晶体的化学式为_________。
(5)含有元素K的盐的焰色反应为__________色。许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是____________。