Question

8．水合肼（N₂H₄•H₂O）为无色透明的油状液体，沸点为118.5℃，熔点为-40℃．具有强碱性，在空气中可吸收CO₂，产生烟雾．水合肼是一种强还原剂，能与卤素单质、HNO₃、KMnO₄等激烈反应．水合肼可用含NaOH的NaClO溶液氧化尿索[CO（NH₂）₂]溶液制得．实验室模拟水合肼的制备装置如图所示（夹持及加热装置已省略）．请回答下列问题：
（1）写出制备水合肼反应的离子方程式：2OH^-+ClO^-+CO（NH₂）₂=N₂H₄•H₂O+Cl^-+CO₃^2-．
（2）向三颈瓶中加入溶液之前，应先从右侧导管中通入氮气，目的是排尽装置中的空气．制备水合肼时，分液漏斗中盛装的药品是含NaOH的NaClO溶液．
（3）水合肼可用于贵重金属的清洗、精炼、回收，用水合胼从氯化银中回收金属银时，生成一种一卤代氮化物（N₂H₅Cl）和一种无霉的气体单质．写出该反应的化学方程式：4AgCl+5N₂H₄•H₂O═4N₂H₅Cl+4Ag+N₂ ↑+5H₂O．
（4）由水合肼脱水可得火箭燃料肼，此时可选用的脱水剂为C（填字母）．
A．五氧化二磷    B．浓硫酸        C．氧化钙
（5）有同学认为该实验收集装置有缺陷，请你写出改进措施：在锥 形瓶后加一个装有碱石灰的干燥管，吸收尾气．
（6）实验室用碘量法测定水合肼的浓度：
滴定原理为N₂H₄•H₂O+H₂SO₄+6NaHCO₃+2I₂═N₂↑+6CO₂↑+Na₂SO₄+4NaI+7H₂O．
测定过程：准确量取5.00mL水合肼溶液并将其稀释成100mL溶液，量取20.00mL该溶液于锥形瓶中，并加入适量硫酸、NaHCO₃固体，然后再用0.100 0mol•L^-1'标准I₂溶液滴定终点，消耗标准溶液25.00mL．
①用酸式滴定管量取标准溶液（填“酸式”或“碱式”）；若用蒸馏水洗涤滴定管之后，直接注入标准溶液排气泡、调液面、读数等，测得结果会偏高（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
②根据上述实验数据．算出原水合肼溶液的物质的量浓度为1.25mol/L．

Answer 1

分析 （1）水合肼可用含NaOH的NaClO溶液氧化尿索[CO（NH₂）₂]溶液制得，根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式；
（2）水合肼（N₂H₄•H₂O）在空气中可吸收CO₂，产生烟雾，所以在制备水合肼时要排尽装置中的空气，水合肼是一种强还原剂，所以在制备水合肼时要将含NaOH的NaClO溶液向尿索[CO（NH₂）₂]溶液中滴加；
（3）用水合胼从氯化银中回收金属银时，生成一种一卤代氮化物（N₂H₅Cl）和一种无毒的气体单质应为氢气，根据元素守恒可写出该反应的化学方程式；
（4）水合肼具有强碱性，且水合肼是一种强还原剂，据此选择脱水剂；
（5）该实验收集装置缺陷是少一个尾气吸收装置，可以在锥 形瓶后加一个装有碱石灰的干燥管，吸收尾气；
（6）①标准I₂溶液有氧化性，所以要装在酸式滴定管中，用蒸馏水洗涤滴定管之后，未用标准液润洗，会使标准液被稀释，据此判断对实验结果的影响；
②根据题意与5.00mL水合肼溶液反应的I₂的物质的量为$\frac{100}{20}$×0.100 0mol•L^-1×0.025L=0.0125mol，根据方程式N₂H₄•H₂O+H₂SO₄+6NaHCO₃+2I₂═N₂↑+6CO₂↑+Na₂SO₄+4NaI+7H₂O可计算出水合肼的物质的量，进而确定其浓度；

解答 解；（1）水合肼可用含NaOH的NaClO溶液氧化尿索[CO（NH₂）₂]溶液制得，反应的离子方程式为2OH^-+ClO^-+CO（NH₂）₂=N₂H₄•H₂O+Cl^-+CO₃^2-，
故答案为：2OH^-+ClO^-+CO（NH₂）₂=N₂H₄•H₂O+Cl^-+CO₃^2-；
（2）水合肼（N₂H₄•H₂O）在空气中可吸收CO₂，产生烟雾，所以向三颈瓶中加入溶液之前，应先从右侧导管中通入氮气，以排尽装置中的空气，水合肼是一种强还原剂，所以在制备水合肼时要将含NaOH的NaClO溶液向尿索[CO（NH₂）₂]溶液中滴加，所以分液漏斗中盛装的药品是含NaOH的NaClO溶液，
故答案为：排尽装置中的空气；含NaOH的NaClO溶液；
（3）用水合胼从氯化银中回收金属银时，生成一种一卤代氮化物（N₂H₅Cl）和一种无毒的气体单质应为氢气，根据元素守恒可知该反应的化学方程式为4AgCl+5N₂H₄•H₂O═4N₂H₅Cl+4Ag+N₂ ↑+5H₂O，
故答案为：4AgCl+5N₂H₄•H₂O═4N₂H₅Cl+4Ag+N₂ ↑+5H₂O；
（4）水合肼具有强碱性，且水合肼是一种强还原剂，脱水剂可用氧化钙，故选C；
（5）该实验收集装置缺陷是少一个尾气吸收装置，可以在锥 形瓶后加一个装有碱石灰的干燥管，吸收尾气，
故答案为：在锥 形瓶后加一个装有碱石灰的干燥管，吸收尾气；
（6）①标准I₂溶液有氧化性，所以要装在酸式滴定管中，用蒸馏水洗涤滴定管之后，未用标准液润洗，会使标准液被稀释，会使测得结果偏高，
故答案为：酸式；偏高；
②根据题意与5.00mL水合肼溶液反应的I₂的物质的量为$\frac{100}{20}$×0.100 0mol•L^-1×0.025L=0.0125mol，根据方程式N₂H₄•H₂O+H₂SO₄+6NaHCO₃+2I₂═N₂↑+6CO₂↑+Na₂SO₄+4NaI+7H₂O可计算出水合肼的物质的量为$\frac{1}{2}×$0.0125mol=0.00625mol，所以原水合肼溶液的物质的量浓度为$\frac{0.00625mol}{0.005L}$=1.25mol/L，
故答案为：1.25mol/L．

点评 本题考查水合肼的制备，涉及制备原理、物质的分离提纯、实验条件控制、对操作分析评价等，是对基础知识的综合考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．