Question

18．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）+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
NaClO过量时，易发生N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+2NaCl+3H₂O
实验一：制备NaClO溶液．（实验装置如图1所示）
（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有BD（填标号）；
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应的化学方程式是Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O；
实验二：制取水合肼．（实验装置如图2所示）
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．
（已知：N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+3H₂O+2NaCl）
（3）分液漏斗中的溶液是A（填标号）；
A．CO（NH₂）₂溶液
B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是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；
实验三：测定馏分中肼含量
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol•L^-1的I₂溶液滴定．滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右．（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）
（4）滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，用离子方程式解释其原因H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（5）实验测得消耗I₂溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数为9%．

Answer 1

分析 （1）配制一定质量分数的溶液时，具体步骤是计算、称量、溶解，NaOH固体时需要放在烧杯中称，量取水时需要量筒，溶解时需要烧杯、玻璃棒；
（2）氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中与NaOH发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（3）依据制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反应原理为：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，结合反应产物和反应物分析判断；水合肼（N₂H₄•H₂O）具有还原性，易被次氯酸钠氧化；
（4）NaHCO₃能通过与碘化氢的反应控制溶液的pH在6.5左右；
（5）结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数．

解答 解：（1）配制一定质量分数的溶液时，溶解时需要烧杯、玻璃棒，故答案为：BD；
（2）锥形瓶中氯气和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，故答案为：Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O；
（3）反应CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl中，水合肼（N₂H₄•H₂O）作还原剂，具有还原性，易被次氯酸钠氧化，
故答案为：A；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；
（4）NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因为碳酸氢钠和碘化氢反应，反应的离子方程式为H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑，
故答案为：H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（5）结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数，
N₂H₂•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O
1         2
n       0.1000mol/L×0.018L
n=0.0009mol
250ml溶液中含有的物质的量=0.0009mol×$\frac{250}{25}$=0.009mol
水合肼（N₂H₂•H₂O）的质量分数=$\frac{0.009×50g/mol}{5.00g}$×100%=9.0%，
故答案为：9%．

点评 本题考查了物质制备和性质的实验分析和验证方法应用，主要是过程分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．