题目内容

4．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
（1）将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O；
实验二：制取水合肼（实验装置如图所示）
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）
（2）分液漏斗中的溶液是A（填标号A或B）；
A．NaOH和NaClO混合溶液    B．CO （NH2） 2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
水合肼具有还原性，可以生成氮气．测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
a．称取馏分5.000 g，加入适量NaHCO3固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250 mL溶液．
b．移取25.00 mL于锥形瓶中，加入10mL水，摇匀．
c．用0.2000 mol/L碘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N2H4•H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O；滴定过程中，NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右，原因是生成的HI与NaHCO3反应；
（4）滴定时，碘的标准溶液盛放在酸式滴定管中（选填：“酸式”或“碱式”）；若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00 mL，馏分中水合肼（N2H4•H2O）的质量分数为18.0%（保留三位有效数字）；
（5）为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作主要是：重复步骤b和c2～3次，依据测得的结果，取平均值．

分析 （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；
（2）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；
（3）水合肼与碘溶液反应发生氧化还原反应，生成氮气、碘化氢和水；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；
（4）碘单质具有氧化性，选择酸式滴定管盛装进行实验；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；
（5）为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作是重复bc几次，结合测定结果计算体积的平均值，得到结果更准确．

解答 解：（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（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，分液漏斗中的溶液是NaOH和NaClO混合溶液；水合肼（N2H4•H2O）具有还原性，易被次氯酸钠氧化，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；
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；
（3）水合肼与碘溶液反应发生氧化还原反应，生成氮气、碘化氢和水，反应的化学方程式为：N2H4•H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O；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；
故答案为：N2H4•H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O，生成的HI与NaHCO3 反应；
（4）碘单质具有氧化性，选择酸式滴定管盛装进行实验；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，
   N2H4•H2O+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×$\frac{250}{25}$=0.018mol
水合肼（N2H4•H2O）的质量分数=$\frac{0.018mol×50g/mol}{5.00g}$×100%=18.0%
故答案为：酸式，18.0%；
（5）为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作是重复bc几次，结合测定结果计算体积的平均值，得到结果更准确；
故答案为：重复步骤b和c 2～3次，依据测得的结果，取平均值．

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．

练习册系列答案
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14．下列反应的离子方程式不正确的是（　　）
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15．下列各组物质的转化关系中，不全部是通过一步反应完成的是（　　）
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12．香豆素是用途广泛的香料，合成香豆素的路线如下（其他试剂、产物及反应条件均省略）：

（1）Ⅰ的分子式为C7H6O2；
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（6）一定条件下，与CH3CHO能发生类似反应①、②的两步反应，最终生成的有机物的结构简式为．
19．下列叙述中错误的是（　　）
A．酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SiO3B．还原性：Na＞Mg＞Al
C．稳定性：HF＞HCl＞HBrD．原子半径：Cl＞S＞O
9．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13．X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子最外层电子数的3倍．则下列有关说法中正确的是（　　）
A．X的氢化物溶于水显酸性
B．Z的氧化物的水化物一定是强酸
C．Y的氧化物是离子化合物
D．X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸
16．（1）实验室中制备溴酸盐过程如下：

根据上述转化关系回答下列问题：
反应①的化学方程式为6MgO+Br2+5Cl2=Mg（BrO3）2+5MgCl2．
（2）已知在酸性条件下溴酸盐可发生如下离子反应：
I.2BrO3-+10Cl-+12H+═5Cl2↑+Br2+6H2O
Ⅱ.6BrO3-+5Cl-+6H+═5ClO3-+3Br2+3H2O
Ⅲ．BrO3-+5Br-+6H+═3Br2+3H2O
①上述反应所涉及的粒子中，氧化性最强的是BrO3-．
②在KCl和KBr的酸性混合溶液中，加人过量的KBrO3其氧化产物为KClO3、Br2，还原产物为Br2．
③将12mL0.4mol•L-1KBrO3溶液和10mL0.6mol•L-1KCl溶液在稀H2SO4中混合，充分反应后产物KClO3和Cl2的物质的量之比为3：1．
13．Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物．现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响．
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比实验．
（1）请完成以下实验设计表中横线上的内容．
实验编号实验目的T/KpHc/10-3 mol•L-1
H2O2Fe2+
①为以下实验作参照29836.00.30
②探究温度对降解反应速率的影响313
③探究溶液的pH对降解反应速率的影响298106.00.30
[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图．
（2）根据如图实验①曲线，计算降解反应50～150s内的反应速率：v（p-CP）=8.0×10-6mol•L-1•s-1． （3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大．但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：H2O2在温度过高时迅速分解．
（4）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来．根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：在溶液中加入碱溶液，使溶液的pH大于或等于10．
3．硼有两种天然同位素${\;}_5^{10}$B和${\;}_5^{11}$B，硼元素的近似相对原子质量为10.80，则对硼元素中${\;}_5^{10}$B的物质的量分数的判断正确的是（　　）
A．10%B．20%C．50%D．80%

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