Question

2．肼為無(wú)色油狀液體，主要用作火箭和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料之一，通常由水合肼（N₂H₄•H₂O）脫水制得．常壓下，水合肼可以和水形成共沸物，具有極強(qiáng)的還原性，易被氧化成N₂．某探究小組通過(guò)查閱文獻(xiàn)，利用尿素制取水合肼．反應(yīng)原理如下：CO（NH₂）₂+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl 
實(shí)驗(yàn)一：制備N(xiāo)aClO溶液（基本裝置如圖1所示）
（1）寫(xiě)出裝置a中所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²+Cl₂↑+2H₂O；
（2）某同學(xué)認(rèn)為用上述方法制備的Cl₂含有HCl雜質(zhì)，直接通入NaOH會(huì)引入新雜質(zhì)．這種說(shuō)法是否正確不正確 （填“正確”或“不正確”），理由為因?yàn)镃l₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O，反應(yīng)生成NaCl，不會(huì)引入雜質(zhì) （結(jié)合方程式說(shuō)明）．
實(shí)驗(yàn)二：制取水合肼（基本裝置如圖2所示，夾持、冰水浴等裝置均省略）
稱(chēng)取一定質(zhì)量尿素配成溶液倒入三頸燒瓶，并將三頸燒瓶置于冰水浴中．將裝置b中所制得的溶液注入分液漏斗，并緩慢滴入三頸燒瓶中．然后急速升溫，在102～103℃反應(yīng)5min．充分反應(yīng)后，加熱蒸餾三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液，收集108～ll4℃餾分．
（3）采用“緩慢滴入”的原因是防止NaClO過(guò)量將水合肼氧化；溫度計(jì)A和B均是用來(lái)控制加熱溫度的，其中A的溫度控制范圍為108～ll4℃．
實(shí)驗(yàn)三：測(cè)定餾分中水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（基本步驟如下）
a．稱(chēng)取餾分5.000g，加入適量NaHC0₃固體，配制成100mL溶液．
b．移取10.00mL上述溶液于錐形瓶中，加入10mL水和2-3滴淀粉溶液，搖勻．
c．用0.2000mol•L^-1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液出現(xiàn)藍(lán)色且半分鐘內(nèi)不消失．滴定過(guò)程中，溶液的pH保持在6.5左右．記錄消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積．
d…
（4）滴定時(shí)，碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在②中（選填圖3中“①”或“②”）；
（5）水合肼與碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O；
（6）若滴定消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積平均為18.00mL，餾分中水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.00%（保留四位有效數(shù)宇）

Answer 1

分析 （1）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水；
（2）利用氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)制備N(xiāo)aClO，反應(yīng)也生成氯化鈉，不會(huì)引入雜質(zhì)；
（3）NaClO過(guò)量會(huì)將水合肼氧化；生成水合肼 （N₂H₄•H₂O） 進(jìn)行蒸餾分離，收集108～ll4℃餾分；
（4）碘水具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管的橡膠；
（5）N₂H₄•H₂O具有極強(qiáng)的還原性，易被氧化成N₂，碘水具有強(qiáng)氧化性，被還原生成HI；
（6）由N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O可知水合肼的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣與水，反應(yīng)離子方程式為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：MnO₂+4H⁺+2Cl^-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn²+Cl₂↑+2H₂O；
（2）利用氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)制備N(xiāo)aClO，發(fā)生反應(yīng)：Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O，反應(yīng)生成NaCl，不會(huì)引入雜質(zhì)，故該同學(xué)的說(shuō)法不正確，
故答案為：不正確，因?yàn)镃l₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O，反應(yīng)生成NaCl，不會(huì)引入雜質(zhì)；
（3）采用“緩慢滴入”，防止NaClO過(guò)量將水合肼氧化；生成水合肼 （N₂H₄•H₂O） 進(jìn)行蒸餾分離，收集108～ll4℃餾分，溫度計(jì)A的溫度控制范圍為 108～ll4℃，
故答案為：防止NaClO過(guò)量將水合肼氧化；108～ll4℃；
（4）碘單質(zhì)具有氧化性，能腐蝕堿式滴定管的橡膠，則碘水應(yīng)裝在酸式滴定管中，
故答案為：②；
（5）N₂H₄•H₂O具有極強(qiáng)的還原性，易被氧化成N₂，碘水具有強(qiáng)氧化性，被還原生成HI，反應(yīng)方程式為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O，
故答案為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O；
（6）由N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O，可知100ml溶液中含有水合肼的物質(zhì)的量=0.200mol/L×0.018L×$\frac{1}{2}$×$\frac{100mL}{10mL}$=0.018mol，
水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.018mol×50g/mol}{5g}$×100%=18.00%，
故答案為：18.00%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，涉及物質(zhì)含量測(cè)定、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、滴定應(yīng)用等，注意根據(jù)題目信息確定溶液添加順序，較好的考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、知識(shí)遷移應(yīng)用，難度中等．