Question

18．某實驗小組以CO（NH₂）₂、氯氣、30% NaOH溶液、NaHCO₃固體制備水合肼（N₂H₄•H₂O），并測定其含量，進(jìn)行以下實驗：
①制備NaClO溶液：將氯氣通入30% NaOH（過量）溶液中，充分反應(yīng)；
②制取水合肼：將CO（NH₂）₂固體加入三頸燒瓶中，①的溶液倒入分液漏斗中，控制反應(yīng)溫度，使溶液緩慢滴入三頸燒瓶中，充分反應(yīng)，加熱蒸餾三頸燒瓶內(nèi)的溶液，收集產(chǎn)品，實驗裝置如圖1示．
③測定產(chǎn)品中水合肼的含量：稱取餾分a g，加入適量的NaHCO₃固體，加水配成250mL溶液，取出25.00mL，用b mol•L^-1的I₂溶液滴定，實驗測得消耗I₂溶液的平均值為c mL．（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O），回答下列問題：
（1）裝置A的名稱是冷凝管，其進(jìn)水口為h（填“g”或“h”）；
（2）制備水合肼的原理是CO（NH₂）₂+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl（用化學(xué)方程式表示）；
（3）滴定過程中，溶液的pH能保持在6.5左右的原因是NaHCO₃會與滴定過程中產(chǎn)生的HI反應(yīng)；
（4）I₂溶液應(yīng)置于如圖2所示儀器甲（填“甲”或“乙”）中，滴定時所用的指示劑為淀粉，滴定終點的現(xiàn)象是溶液由無色變藍(lán)色；
（5）產(chǎn)品中水合肼含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的表達(dá)式為$\frac{20bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%（要求表示出計算過程，不要寫出計算結(jié)果）；
（6）滴定過程中，若滴定管在滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，則測定結(jié)果將偏高（填“偏高”或“偏低”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖分析儀器；冷凝水的流向與蒸汽的流向相反時冷凝效果好；
（2）CO（NH₂）₂與NaClO、NaOH反應(yīng)生成N₂H₄•H₂O、NaCl和碳酸鈉，結(jié)合原子守恒和得失電子守恒配平方程式；
（3）根據(jù)滴定發(fā)生的反應(yīng)可知生成HI，NaHCO₃會消耗生成的HI；
（4）碘水具有酸性和氧化性，應(yīng)該選用酸式滴定管盛放；用碘單質(zhì)進(jìn)行滴定實驗時可以用淀粉作指示劑；達(dá)到終點，碘單質(zhì)過量溶液變藍(lán)色；
（5）根據(jù)消耗的碘求出碘的物質(zhì)的量，由方程式計算N₂H₄•H₂O的物質(zhì)的量和質(zhì)量，再計算含量；
（6）滴定管在滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，則消耗的碘溶液的體積偏大．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知A為冷凝管；冷凝管中冷凝水的流向與蒸汽的流向相反時冷凝效果好，所以冷凝水從h口進(jìn)入，從g口流出；
故答案為：冷凝管；h；
（2）CO（NH₂）₂與NaClO、NaOH反應(yīng)生成N₂H₄•H₂O、NaCl和碳酸鈉，反應(yīng)中C元素失電子，Cl元素得電子，則該反應(yīng)的方程式為CO（NH₂）₂+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl；
故答案為：CO（NH₂）₂+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl；
（3）滴定發(fā)生的反應(yīng)為N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O，滴定過程中生成HI，由于NaHCO₃會消耗生成的HI，所以溶液的pH能保持在6.5左右；
故答案為：NaHCO₃會與滴定過程中產(chǎn)生的HI反應(yīng)；
（4）碘水具有酸性和氧化性，應(yīng)該選用酸式滴定管盛放，即選用儀器甲；單質(zhì)碘遇到淀粉會變藍(lán)色，所以用碘單質(zhì)進(jìn)行滴定實驗時可以用淀粉作指示劑；滴定前，錐形瓶中溶液為N₂H₄•H₂O，達(dá)到終點時，N₂H₄•H₂O被完全消耗，碘單質(zhì)過量則溶液變藍(lán)色；
故答案為：甲；淀粉；溶液由無色變藍(lán)色；
（5）已知b mol•L^-1的I₂溶液滴定，實驗測得消耗I₂溶液的平均值為c mL，則n（I₂）=b mol•L^-1×c×10^-3L=bc×10^-3mol，已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O，
則n（N₂H₄•H₂O）=$\frac{1}{2}$n（I₂）=$\frac{bc}{2}$×10^-3mol，所以產(chǎn)品中水合肼含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）=$\frac{\frac{bc}{2}×1{0}^{-3}×40g}{ag}$×100%=$\frac{20bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%；
故答案為：$\frac{20bc×1{0}^{-3}}{a}$×100%；
（6）滴定管在滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失，則消耗的碘溶液的體積偏大，由方程式可知n（N₂H₄•H₂O）=$\frac{1}{2}$n（I₂），則N₂H₄•H₂O的物質(zhì)的量偏大，所以計算沉淀N₂H₄•H₂O的質(zhì)量偏大，即測定結(jié)果偏高；
故答案為：偏高．

點評 本題考查了物質(zhì)含量的測定、物質(zhì)的制備，題目涉及基本實驗操作、反應(yīng)方程式的書寫、滴定原理的應(yīng)用、數(shù)據(jù)處理等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實驗?zāi)芰�和計算能力�?/p>