Question

【题目】工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程如图所示:

一、合成水合肼

己知：(水合肼)与水互溶，有毒且不稳定,100℃以上易分解失水，具有强还原性和强碱性。 (水合肼)熔点-40℃,沸点118.5℃。

合成的装置如图1所示。碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应可以制得水合肼。

(1)写出的结构式____________，的电子式____________

(2)①写出制取的离子方程式___________________________

②实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_________理由是_______________图1使用冷凝管的目的是____________________________________

③从反应后的混合溶分离出，应该采用的分离方法最合理的是________。

二、合成叠氮化钠()晶体

已知：相关物质的物理性质如下表

	熔点℃	沸点℃	溶解性
	-97	67.1	与水互溶
水合肼()	-40	118.5	与水、醇互溶，不溶于乙醚和氯仿
亚硝酸甲酯()	-17	-12	溶于乙醇、乙醚
NaN3			与水互溶，不溶于乙醚、微溶于乙醇

(3)实验室模拟工艺流程步骤Ⅱ的实验装置如图2

①根据实验发现温度在20℃左右反应的选择性和转化率最高，但是该反应属于放热反应，因此可以采取的措施是________________。(写出1点即可)

②图中处连接的最合适装置应为下图中的__________。

③步骤Ⅱ中制备叠氮化钠的操作是________(填序号)步骤Ⅲ中溶液进行蒸馏的合理操作顺序是_______。(填序号)

①打开，关闭 ②打开 ③加热 ④关闭

(4)步骤Ⅳ对溶液加热蒸发至溶液体积的,结晶析出。步骤Ⅴ可以用________洗涤晶体。

A.水 B.乙醚 C.乙醇水溶液 D.乙醇

(5)工业上还可以用水合肼还原法制取碘化钠，工艺流程如图：

还原过程中可用硫化钠或铁屑等物质替代水合肼，但水合肼还原法制得的产品纯度更高，原因是______________________________________。

Answer 1

【答案】 ClO- +CO(NH2)2 +2OH- = Cl- +N2H4·H2O+ CO32- NaClO碱性溶液 防止过量的NaClO溶液将水合肼氧化 减少(防止)水合肼挥发 减压蒸馏 20℃冷水浴 (或 缓慢通入CH3ONO 气体 ) C ① ④②③ 或 ②④③ D N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O ，不引入杂质 (分离产品过程容易进行)

【解析】

（1）N2H4为共价化合物，有氮与氮之间，氢与氮之间均存在共价单键，满足稳定结构，；NaClO为离子化合物，由钠离子与次氯酸根离子构成；

（2）①碱性溶液与尿素反应制备；

②根据已知信息，易被氧化，考虑滴液漏斗滴加试剂；根据实验目的及冷凝管的用途，再结合的物理特性，分析冷凝管的作用；

③对于互溶的液体混合物，可利用沸点不同进行蒸馏操作分离混合物；

（3）①控制反应的温度尽量在20℃左右；

②为避免产物的残留，X应连接冷凝管且应为直形冷凝管；

③步骤Ⅱ中制备叠氮化钠的操作打开K1通入亚硝酸甲酯，打开K2与大气相通，并使由于反应热而变成气体的反应物冷凝成液体流回烧瓶，同时要关闭K3，据此分析；

（4）根据亚硝酸甲酯的物理性质作答；

（5）N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O。

（1）N2H4为共价化合物，有氮与氮之间，氢与氮之间均存在共价单键，满足稳定结构，其结构式为：；NaClO为离子化合物，由钠离子与次氯酸根离子构成，其电子式为：，

故答案为：；；

（2）①依据题意可知，碱性溶液与尿素发生氧化还原反应，其离子方程式为：ClO- +CO(NH2)2 +2OH- = Cl- +N2H4·H2O+ CO32-，

故答案为：ClO- +CO(NH2)2 +2OH- = Cl- +N2H4·H2O+ CO32-；

②因NaClO具有强氧化性，过量的NaClO溶液会将水合肼氧化，所以滴液漏斗中需要缓慢滴入的是碱性溶液，要制备的水合肼沸点118.5℃，所以冷凝管可减少(防止)水合肼挥发；

故答案为：NaClO碱性溶液；防止过量的NaClO溶液将水合肼氧化；减少(防止)水合肼挥发；

③因水合肼和水互溶，且沸点不同，所以可采用减压蒸馏的方法分离水合肼，

故答案为：减压蒸馏；

（3）①实验发现温度在20℃左右反应的选择性和转化率最高，但是该反应属于放热反应，所以要控制反应的温度尽量在20℃左右，或使反应慢慢进行，减少因反应放热温度的升高，故答案为：20℃冷水浴 (或缓慢通入CH3ONO气体)；

②X应连接冷凝管且应为直形冷凝管，不能用球形冷凝管，避免产物的残留，故选C，

故答案为：C；

③步骤Ⅱ中制备叠氮化钠的操作打开K1通入亚硝酸甲酯，打开K2与大气相通，并使由于反应热而变成气体的反应物冷凝成液体流回烧瓶，同时要关闭K3，故选①，

故答案为：①；

（4）根据亚硝酸甲酯的物理性质中能溶于乙醇、乙醚，水合肼与水或醇互溶，不溶于乙醚和氯仿，所以应选项乙醇对产品进行洗涤，故选D，

故答案为：D；

（5）N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O，而用Na2S或Fe屑还原会得到其它杂质，水合肼还原法制得的产品纯度更高，故答案为：N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O，分离产品过程容易进行，

故答案为：N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O ，不引入杂质 (分离产品过程容易进行)。