Question

【题目】水合肼(N2H4·H2O)是无色、有强碱性和强还原性的液体，是一种重要的化工试剂，某新型生产工艺设计如下：

己知：①乙腈CH3CN：无色液体，与水任意比例互溶：丁酮：无色液体，有毒，沸点79.6℃，密度0.81g· cm-3，在水中以1:4溶解；

②反应 I 的化学方程式为：2NH3+ H2O2++4H2O

请回答：

（1）反应I中H2O2需逐滴滴加至混合溶液中，原因是______________________________；

（2）该新型生产工艺可将水相和丁酮回收循环使用，实现清洁化生产，水相的主要溶质成分是_____________________________；

（3）反应II加入盐酸操作的实验装置如图所示，虚线框内最为合适的仪器是_________，优点是___________。

（4）在加入足量盐酸后，肼以盐的形式存在请写出反应Ⅲ的化学方程式_________；

（5）称取水合肼馏分1.00g，加水配成2.0mL溶液，在一定条件下，用0.300mol/L的I2溶液滴定，来测定水合肼的产率。

已知：N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O。

①滴定时，可选用的指示剂为_________；

②实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL，则N2H4·H2O的产率为_________。

Answer 1

【答案】 防止H2O2分解，且避免反应过于剧烈 乙腈、丁酮 C 防止盐酸（和丁酮）挥发污染环境；平衡气压，液体顺利流下 N2H4·2HCl + 2NaOH = N2H4 + 2NaCl +2H2O 淀粉溶液 90.0%

【解析】（1）如果一次性混合，反应非常剧烈，放热，可能导致H2O2分解，故分批加入。故答案为：防止H2O2分解，且避免反应过于剧烈；

（2）根据已知条件乙腈与水任意比例互溶，丁酮在水中以1:4溶解，故水相的主要溶质为乙腈和丁酮；

（3）最合适的仪器为C装置，C为恒压分液漏斗，可以平衡分液漏斗内外气压，便于液体顺利流下。故答案为：C；

（4）N2H4可写作H2N-NH2，故肼的性质可类比氨基酸中的-NH2，-NH2+ HCl→-NH2·HCl，-NH2·HCl+NaOH→-NH2+NaCl+ H2O。所以有N2H4+2HCl→N2H4·2HCl，再加NaOH，生成N2H4。故反应Ⅲ的方程式为N2H4·2HCl + 2NaOH = N2H4 + 2NaCl +2H2O；

（5）①碘的标准溶液与肼反应完全，再滴入碘的标准液后，遇淀粉变蓝色，实验滴定重点的现象为：溶液出现蓝色且半分钟内不消失，所以选择淀粉为指示剂；

故答案为：淀粉溶液；

（2）设1g馏分中水合肼的质量为a，则

N2H4·H2O + 2I2 =N2↑+4HI+H2O

50g 2mol

a 0.300mol/L×0.020L

所以，解得a=0.15g。

题中一共收集到60.0g馏分，这其中N2H4·H2O的质量为：60.0g×=9.0g。

17.0g 40％H2O2，n(H2O2)= ,34.0g 20％氨水，n(NH3)= ，根据关系式2NH3～H2O2～1N2H4·H2O，可知N2H4·H2O的理论产量为0.2mol，质量为50g/mol×0.2mol=10.0g。

所以，N2H4·H2O的产率为： 。

故答案为：90.0%