Question

2．肼（N₂H₄）是一种无色、易溶于水和具有强还原性的液体，沸点为113.5℃．广泛应用于医药等领域．工业上利用尿素法生产肼，同时得到副产品Na₂CO₃•10H₂O，其工艺流程如下：

完成下列填空：
制肼过程的反应为：CO（NH₂）₂+NaClO+2NaOH→N₂H₄+Na₂CO₃+NaCl+H₂O．
（1）将Cl₂通入水中，所得溶液中具有氧化性的微粒是Cl₂、HClO、ClO^-．
（2）写出I吸收时发生反应的离子方程式Cl₂+2OH^-→ClO^-+Cl^-+2H₂O．为保证后续反应充分，理论上需要通入氯气与烧碱溶液的质量之比应为71：640．
（3）已知氯酸钠有一定的氧化性．而在氯气和烧碱反应时，需控制反应温度防止氯酸钠生成．原因是次氯酸钠的氧化性强于氯酸钠、节省能源．
（4）上述流程合成的Na₂CO₃•10H₂O中含有杂质．若要检验杂质的阴离子，选择的试剂是稀硝酸、硝酸银溶液．
（5）Na₂CO₃•10H₂O的纯度可用气体法测定，在一定温度和压强下，还需要测定的物理量反应前固体总质量、气体体积．

Answer 1

分析 （1）氯气溶于水后大部分氯气仍然以氯气分子形式存在，少部分氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸是弱电解质部分电离，依据氯水的成分解答；
（2）根据方程式的书写和相对分子质量的计算考虑；
（3）次氯酸钠的氧化性强于氯酸钠；
（4）Na₂CO₃•10H₂O中含有含有氯离子；
（5）碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳．

解答 解：（1）氯气和水反应的方程式：Cl₂+H₂O=HClO+HCl，氯水的成分：Cl₂、HCl、H₂O，H⁺、Cl^-、ClO^-、OH^-，具有强氧化性的含氯元素的微粒为：Cl₂、HClO、ClO^-，故答案为：Cl₂、HClO、ClO^-；
（2）由Cl₂+H₂O=HCl+HClO，可知Cl₂与NaOH溶液发生反应时，氯气先与水反应，生成的盐酸、次氯酸再与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以反应物是氯气和氢氧化钠，生成物是氯化钠、次氯酸钠和水，用观察法配平即可，所以方程式是：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，离子方程式Cl₂+2OH^-→ClO^-+Cl^-+2H₂O；根据氯气和氢氧化钠反应的方程式可知：投入的液氯与烧碱的质量之比为：35.5×2：2×40=71：80，再根据方程式：CO（NH₂）₂（尿素）+NaClO+2NaOH=N₂H₄+Na₂CO₃+NaCl+H₂O，可知还需要氢氧化钠两份质量，所以液氯与烧碱的质量之比为71：160，$\frac{160}{0.25}$=640，故答案为：Cl₂+2OH^-→ClO^-+Cl^-+2H₂O；640；
（3）次氯酸钠的氧化性强于氯酸钠，温度高时生成氯酸钠，低温可节省能源，故答案为：次氯酸钠的氧化性强于氯酸钠；节省能源；
（4）Na₂CO₃•10H₂O中含有含有氯离子，实验室用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子，故答案为：稀硝酸、硝酸银溶液；
（5）碳酸钠能与盐酸反应生成二氧化碳，根据二氧化碳的体积能确定碳酸钠的物质的量，然后可求出Na₂CO₃•10H₂O的纯度，故答案为：反应前固体总质量、气体体积．

点评 本题考查物质的制备，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题给信息，结合物质的性质设计实验步骤，题目难度不大．