Question

【題目】水合肼是無(wú)色、有強(qiáng)還原性的液體，實(shí)驗(yàn)室制備水合肼的原理為：CO(NH2)2+2NaOH+NaClO==Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl 據(jù)此，某學(xué)生設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)。

（制備NaClO溶液）

實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示（部分夾持裝置已省略）已知：3NaClO2NaCl+NaClO3

（1）請(qǐng)寫出肼的電子式_________________。

（2）配制30%NaOH溶液時(shí)，所需玻璃儀器除量筒外還有________________。

（3）裝置I中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 ____________________________；Ⅱ中用冰水浴控制溫度在30℃以下，其主要目的是______________________________。

（制取水合肼）

實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示。

（4）儀器B的名稱為_________；反應(yīng)過(guò)程中，如果分液漏斗中溶液的滴速過(guò)快，部分N2H4·H2O參與A中反應(yīng)并產(chǎn)生大量氮?dú)�，�?qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式__________。

（5）充分反應(yīng)后，加熱蒸餾A內(nèi)的溶液即可得到水合肼的粗產(chǎn)品。若在蒸餾剛剛開始的時(shí)候忘記添加沸石，應(yīng)該采取的操作是_____________________。

（測(cè)定肼的含量）

稱取餾分0.2500g，加水配成20.00mL溶液，在一定條件下，以淀粉溶液做指示劑，用0.1500 mol·L－1的I2溶液滴定。

已知：N2H4·H2O+2I2==N2↑+4HI+H2O

①滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為______________________________。

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I2溶液的平均值為20.00 mL，餾分中N2H4.H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。

Answer 1

【答案】 燒杯、玻璃棒 MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 防止溫度過(guò)高次氯酸鈉變?yōu)槁然�鈉和氯酸鈉 直形冷凝管 N2H4·H2O+2NaClO====2NaCl+N2↑+3H2O 冷卻后補(bǔ)加 滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為當(dāng)加入最后一滴滴定劑的時(shí)候，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 30.0%

【解析】

根據(jù)氮原子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、氫原子形成2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分析電子式，根據(jù)已知中次氯酸鈉能分解分析冰水浴的目的，根據(jù)物質(zhì)的氧化性和還原性分析反應(yīng)方程式，根據(jù)碘遇淀粉變藍(lán)分析終點(diǎn)顏色變化，根據(jù)方程式中的物質(zhì)的量關(guān)系計(jì)算肼的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1) 肼的化學(xué)式為N2H4，根據(jù)氫原子形成一對(duì)共用電子對(duì)分析，氮原子之間形成一對(duì)共用電子，電子式為 ；

(2)配制30%的氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)步驟為計(jì)算，稱量，溶解，所需的玻璃儀器有量筒，燒杯，玻璃棒，故答案為：燒杯、玻璃棒；

(3)二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳和氯氣和水，反應(yīng)方程式為： MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；根據(jù)已知：3NaClO2NaCl+NaClO3，次氯酸鈉容易分解，所以Ⅱ中用冰水浴控制溫度在30℃以下，其主要目的是防止溫度過(guò)高次氯酸鈉變?yōu)槁然�鈉和氯酸鈉；

(4)儀器B為直形冷凝管；分液漏斗中為次氯酸鈉，具有強(qiáng)氧化性，水合肼具有強(qiáng)還原性，如果分液漏斗中溶液的滴速過(guò)快，溶液中有過(guò)多的次氯酸鈉，部分N2H4·H2O參與反應(yīng)被氧化產(chǎn)生大量氮?dú)猓?/span> 方程式為N2H4·H2O+2NaClO====2NaCl+N2↑+3H2O；

(5) 液體加熱時(shí)為了防止暴沸，通常加入沸石，若在蒸餾剛剛開始的時(shí)候忘記添加沸石，應(yīng)該采取停止實(shí)驗(yàn)，冷卻后補(bǔ)加；

①滴定的原理為N2H4·H2O+2I2==N2↑+4HI+H2O，使用標(biāo)準(zhǔn)碘水溶液，可利用碘遇淀粉變藍(lán)選用淀粉為指示劑，滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為當(dāng)加入最后一滴滴定劑的時(shí)候，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；

②20.00mL溶液中，n(N2H4·H2O)=1/2n（I2）=0.1500mol/L×0.02 L /2=0.0015mol，餾分中m(N2H4·H2O)=0.0015 mol×50 g/ mol =0.075g，餾分中N2H4·H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0075 g ÷0.2500 g×100% =30.0%。