Question

【题目】水合肼（N2H4·H2O）是无色、有强还原性的液体，实验室制备水合肼的原理为：CO(NH2)2+2NaOH+ NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl。据此，某学生设计了下列实验。

I、制备 NaClO溶液

实验装置如下图图甲所示（部分夹持装置已省略）

已知：3NaClO2NaCl+NaClO3

（1）配制30％NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有______________（填字母）。

A.容量瓶 B.烧杯 C.移液管 D.玻璃棒

（2）装置I中发生的离子反应方程式是_____________________________。

Ⅱ、制取水合肼

实验装置如上图图乙所示

（3）反应过程中，如果分液漏斗中溶液的滴速过快，部分N2H4·H2O参与A中反应并产生大量氮气，产品产率因此降低，请写出降低产率的相关化学反应方程式________________________________；充分反应后，加热蒸馏A内的溶液即可得到水合肼的粗产品。

（4）称取馏分0.3000g，加水配成20.0mL溶液，一定条件下用0.1500mol·L-1的I2溶液滴定。

已知：N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O

①滴定时，可以选用的指示剂为____________________；

②实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00L，馏分中N2H4·H2O的质量分数为____________________。

Answer 1

【答案】 BD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O 淀粉溶液 25%

【解析】I、制备 NaClO溶液

装置中:二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，制取的氯气中含有氯化氢，装置Ⅱ中玻璃管a的作用为平衡压强，氯气与氢氧化钠反应制备NaClO，Ⅱ中用冰水浴控制温度在30℃以下,防止NaClO (歧化)分解为氯酸钠和氯化钠，装置Ⅲ进行尾气处理。
(1)根据配制一定质量分数的溶液的步骤选用仪器；
(2)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水；
Ⅱ、制取水合肼

(3) N2H4·H2O具有强还原性,容易被过量的NaClO氧化；
(4)①碘溶液遇淀粉变蓝色,肼反应完全,再滴入碘的标准溶液后,溶液变蓝色;
②根据方程式N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O计算。

详解:(1)配制30％NaOH溶液时，用天平称量质量，在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌,需要玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒,
因此，本题正确答案是：BD；
(2)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水,反应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，

因此，本题正确答案是：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；

(3) N2H4·H2O具有强还原性,容易被过量的NaClO氧化,会发生反应：2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O，
因此，本题正确答案是：2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O；
(4)①碘的标准溶液与肼反应完全,再滴入碘的标准溶液后,遇淀粉变蓝色,实验滴定终点的现象为：溶液出现蓝色且半分钟内不消失,所以选择淀粉为指示剂，
因此，本题正确答案是：淀粉溶液；
②设馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为a,则:
N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O

50g 2mol
0.3000g×a 0.020L×0.15mol/L
所以50g: 0.3000g×a=2mol: 0.020L×0.15mol/L，计算得出：a=25%，
因此，本题正确答案是：25%。