Question

12．肼（N₂H₄）的性质类似于氨气，易溶于水，是塑料、橡胶发泡剂的原料．将肼蒸汽通入CuO胶体中，可发生如图所示的转化
（1）图示的转化中，属于非氧化还原反应的是②（填序号）．
（2）转化①中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，则X的化学式为N₂．
（3）转化②中，反应一段时间后，溶液中m（OH^-）增大（填“增大”“减小”或“不变”）
（4）加入NaClO时发生的反应为Cu（NH₃）₄²⁺+2ClO^-+2OH^-═Cu（OH）₂↓+2N₂H₃↑+2Cl^-+2H₂O．该反应需在80℃以上进行，其目的除加快反应速率外，还有使氢氧化铜分解、降低肼的溶解度，促使其从溶液中逸出．
（5）若①中参加反应的CuO物质的量为0.4mol，按图示转化过程进行后，④中生成的CuO物质的量也等于0.4mol，则③中参加反应的O₂的物质的量与④中参加反应的NaClO的物质的量之比为1：8．

Answer 1

分析 （1）非氧化还原反应即无元素化合价变化的反应；
（2）在反应①中，N₂H₄做还原剂，CuO做氧化剂，根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，据此分析X；
（3）发生Cu₂O+4NH₃•H₂O=2Cu（NH₃）₂⁺+2OH^-+3H₂O，碱性增强；
（4）温度高时氢氧化铜分解，且气体溶解度随温度升高而降低；
（5）反应③4Cu（NH₃）₂⁺+8NH₃+2H₂O+O₂=4Cu（NH₃）₄²⁺+4OH^-、④Cu（NH₃）₄²⁺+2ClO^-+2OH^-═Cu（OH）₂↓+2N₂H₄↑+2Cl^-+2H₂O，反应过程中，Cu元素化合价由+1价变为+2价，O元素化合价由0价变为-2价，根据转移电子守恒计算．

解答 解：（1）非氧化还原反应即无元素化合价变化的反应，反应②中铜元素、氮元素和氢元素以及氧元素的化合价均没有变化，故为非氧化还原反应，
故答案为：②；
（2）在反应①中，N₂H₄做还原剂，CuO做氧化剂，则X为氧化产物，设X中氮元素为a价，则根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1有：4×（2-1）=1×2×（a-2+2），可解得a=0，即X为氮气，
故答案为：N₂；
（3）转化②中的离子方程式为：Cu₂O+4NH₃•H₂O=2Cu（NH₃）₂⁺+2OH^-+3H₂O，故溶液中氢氧根的物质的量增大，溶液中m（OH^-）增大，
故答案为：增大；
（4）温度高时氢氧化铜分解，且气体溶解度随温度升高而降低，从而促进反应向正反应方向进行，即该反应需在80℃以上进行，降低肼的溶解度，促使其从溶液中逸出，
故答案为：使氢氧化铜分解；降低肼的溶解度，促使其从溶液中逸出；
（5）在整个转化过程中满足铜元素的守恒，故若①中参加反应的CuO物质的量为0.4mol，按图示转化过程进行后，④中生成的CuO物质的量也等于0.4mol，
反应③4Cu（NH₃）₂⁺+8NH₃+2H₂O+O₂=4Cu（NH₃）₄²⁺+4OH^-，若①中参加反应的CuO物质的量为0.4mol，根据铜元素的守恒，参加n[Cu（NH₃）₂⁺]=0.4mol，
参加反应的O₂的物质的量n（O₂）=0.1mol，反应④Cu（NH₃）₄²⁺+2ClO^-+2OH^-═Cu（OH）₂↓+2N₂H₄↑+2Cl^-+2H₂O，根据铜元素的守恒，参加n[Cu（NH₃）₄²⁺]=0.4mol，则④中参加反应的NaClO的物质的量n（NaClO）=0.8mol，所以③中参加反应的O₂的物质的量与④中参加反应的NaClO的物质的量之比为1：8，
故答案为：1：8．

点评 本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握发生的反应及元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，（5）注意计量数与物质的量变化量关系，为该题解答难点，题目难度中等．