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):CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl。
实验一:制备NaClO溶液(实验装置如图1所示)
(1)锥形瓶中发生反应的离子方程式是________________________________________________。
实验二:制取水合肼.(实验装置如图2所示)
已知水合肼具有还原性,被氧化生成氮气。
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。
(2)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____________________________________________________。
实验三:测定馏分中水合肼的质量分数。采用下列步骤:
a.称取馏分5.000g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液。
b.移取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入10mL水,摇匀。
c.用0.2000 mol·L-1的I2溶液滴定,至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右,记录消耗碘的标准溶液的体积。
d.进一步操作与数据处理。
(3)水合肼与碘溶液反应的化学方程式为:_______________________;
(4)滴定过程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是_______________。
(5)滴定时,碘的标准溶液盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;若三次滴定消耗碘的标准溶液的平均体积为18.00mL,则馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为____________________(保留三位有效数字)。
【答案】 Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O 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 N2H4H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O 生成的HI与NaHCO3反应 酸式 18.0%
【解析】(1)氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O;
故答案为:Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O;
(2)依据制取水合肼(N2H4H2O)的原理:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4H2O+NaCl,可知,要将CO(NH2)2溶液与NaOH和NaClO混合溶液加在一起发生反应。根据题中的已知信息,“水合肼具有还原性,被氧化生成氮气。”可知,水合肼能被强氧化性的NaClO氧化成氮气,所以NaOH和NaClO混合溶液一定不能过量。则要将NaOH和NaClO混合溶液滴入CO(NH2)2溶液中,即分液漏斗中装NaOH和NaClO混合溶液。
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;
(3)水合肼与碘溶液反应发生氧化还原反应,生成N2、HI和H2O,反应的化学方程式为:N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;
故答案为:N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;
(4)NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,是因为生成的HI与NaHCO3 反应;
(5)碘单质具有氧化性,应选择酸式滴定管;结合反应定量关系计算水合肼(N2H4H2O)的质量分数,
N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;
1 2
n 0.2000mol/L×0.018L
n=0.0018mol
250ml溶液中含有的物质的量=0.0018mol× =0.018mol
水合肼(N2H4H2O)的质量分数=
故答案为:酸式,18.0%