Question

4．肼（N₃H₄）和亚硝酸钠在化工生产及航天工业中具有十分广泛的应用，如图是以液氨为原料生产肼和亚硝酸钠的工艺流程（肼能与水混溶，形成稳定的N₂H₄•H₂O）：

回答下列问题：
（1）NaNO₂中N的化合价为+3．
（2）写出在NaClO溶液中通入NH₃得到成品液1的化学反应方程式：2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl．
（3）由成品液2得到成品固体混合物需经过的操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（4）亚硝酸钠在一定条件下能与无水肼反应生成一种钠氨化合物和水，生成的钠氨化合物中钠的质量分数为0.353g．则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1；该反应中的氧化产物是NaN₃．
（5）已知所得成品固体混合物中含有2种钠盐，若要获得NaNO₂产品，则需要除去的物质为NaNO₃（填化学式）；使用Pb进行处理时，杂质能转变为NaNO₂，而Pb转化成PbO，则这一处理过程发生反应的化学方程式为NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO；已知，NaNO₂在邻苯二甲酸二丁酯中溶解度远大于在水中的溶解度，而另一钠盐则不具有该性质，若用有机溶剂邻苯二甲酸二丁酯处理成品固体混合物水溶液时，NaNO₂ 与另一钠盐通过分液（填操作名称）被分离．

Answer 1

分析 以液氨为原料生产肼和亚硝酸钠的工艺流程（肼能与水混溶，形成稳定的N₂H₄•H₂O）：由氯气和氢氧化钠制备次氯酸钠溶液，次氯酸钠与氨气在一定条件下发生反应2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl，得到N₂H₄•H₂O溶液，提纯可得到产品，氨气与氧气生成一氧化氮和二氧化氮，通入氢氧化钠得到的溶液2中含有硝酸钠和亚硝酸钠，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硝酸钠与亚硝酸钠的固体混合物，再加入Pb，发生反应NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO，得到纯净的产品NaNO₂，据此分析解答．

解答 解：（1）NaNO₂中钠元素+1价，氧元素-2价，化合物中化合价的代数和为0，则氮元素化合价+3价；
故答案为：+3；
（2）NaClO溶液中通入NH₃得到产品N₂H₄•H₂O，氮元素化合价升高，则氯元素化合价降低有氯化钠生成，故反应方程式为：2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl；
故答案为：2NH₃+NaClO$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂H₄•H₂O+NaCl；
（3）成品2溶液为硝酸钠与亚硝酸钠的混合溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得到硝酸钠和亚硝酸钠的固体混合物；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（4）该钠氮化合物中钠的质量分数为0.3538，设化合物为NaN_x，则：$\frac{23}{23+14×3}$=0.3538，解得x=3，则
亚硝酸钠在一定条件下能与无水肼反应生成NaN₃和水，发生的反应为：NaNO₂+N₂H₄$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$NaN₃+
H₂O，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，氧化产物还原产物均为 NaN₃；
故答案为：1：1；NaN₃；
（5）固体混合物为硝酸钠和亚硝酸钠，若要获得NaNO₂产品，则需要除去的物质为硝酸钠，使用Pb进行处理时，杂质硝酸钠能转变为NaNO₂，而Pb转化成PbO，发生的反应为：NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO，NaNO₂在邻苯二甲酸二丁酯中溶解度远大于在水中的溶解度，而另一钠盐则不具有该性质，若用有机溶剂邻苯二甲酸二丁酯处理成品固体混合物水溶液时，NaNO₂ 与另一钠盐通过分液的方法分离；
故答案为：NaNO₃；NaNO₃+Pb═NaNO₂+PbO；分液．

点评 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质分离提纯等基本操作，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息、基础知识解决问题的能力．