Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3)是制備醫(yī)藥、炸藥的一種重要原料，采用“亞硝酸甲酯－水合肼法”制備疊氮化鈉的生產流程如下：

回答下列問題：

(1)亞硝酸甲酯合成釜中生成的亞硝酸甲酯(CH3ONO)易轉化為氣態(tài)進入疊氮環(huán)合塔，寫出生成CH3ONO的化學反應方程式：_________________________________________________。

(2)疊氮環(huán)合塔中生成疊氮化鈉的過程中生成一可循環(huán)使用的有機物，其官能團電子式為___________，該合成過程的化學方程式為______________________________________。

(3)已知氨基、氨氣因有孤對電子而呈現一定堿性，所以水合肼(N2H4·H2O)的性質類似一水合氨，將硫酸與水合肼反應可以生成酸式鹽，該鹽的化學式為___________；疊氮環(huán)合塔中滴加的燒堿溶液要適當過量，目的主要是_________________________________。

A.促進NaN3水解 B抑制NaN3水解 C.作催化劑且對NaN3水解無影響

(4)生產中有HN3生成，請設計實驗證明HN3為弱酸：________________________________。

(5)化工生產中，多余的NaN3常使用次氯酸鈉溶液處理，在酸性條件下，二者反應可生成無毒的氣體。若處理13 g NaN3，理論上需加入0.5 mol·L－1的NaClO溶液___________mL。

Answer 1

【答案】2CH3OH+2NaNO2+H2SO4=2CH3ONO+Na2SO4+2H2O N2H4+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O （N2H6）（HSO4）2 B 使用pH試紙測定NaN3溶液的酸堿性，若該溶液顯堿性，說明HN3為弱酸（也可采用其他方法，如測定0.1 mol·L－1HN3的pH，若pH大于1，說明HN3為弱酸） 200

【解析】

NaNO2與甲醇、濃硫酸反應得到CH3ONO，加入NaOH、水合肼溶液反應：CH3ONO+N2H4·H2O+NaOH═CH3OH+NaN3+3H2O，得到NaN3，加熱、濃縮，加入濃硫酸，得到（N2H6）（HSO4）2，加入氫氧化鈉，蒸餾將甲醇分離，結晶、抽濾、洗滌、干燥得到產品。

（1）亞硝酸甲酯合成釜中生成的亞硝酸甲酯(CH3ONO)易轉化為氣態(tài)進入疊氮環(huán)合塔，濃硫酸、甲醇和亞硝酸鈉，濃硫酸可以酸化亞硝酸鈉，并為酯化反應提供催化劑，得到甲醇的無機酸酯和水，方程式為2CH3OH+2NaNO2+H2SO4=2CH3ONO+Na2SO4+2H2O，故答案為：2CH3OH+2NaNO2+H2SO4=2CH3ONO+Na2SO4+2H2O；

（2）由于在亞硝酸甲酯合成釜里形成了酯，在疊氮環(huán)合塔中酯又水解，因此整個過程中甲醇是可以循環(huán)利用的，-OH電子式為，疊氮環(huán)合塔中加入了水合肼與燒堿，燒堿可以使第一步得到的亞硝酸甲酯水解，產生甲醇和亞硝酸鈉，同時亞硝酸鈉和肼里的氮元素發(fā)生歸中反應得到產物疊氮化鈉，方程式為N2H4+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O，

故答案為：；N2H4+CH3ONO+NaOH=NaN3+CH3OH+2H2O；

（3）既然水合肼的性質類似一水合氨，在水中應該能電離產生N2H62＋和OH－，因此它的硫酸酸式鹽的化學式為（N2H6）（HSO4）2；疊氮環(huán)合塔中適當滴加過量的燒堿有兩個作用，一方面可以提高亞硝酸甲酯和水合肼的轉化率，另一方面可以抑制疊氮化鈉這個強堿弱酸鹽的水解，故選B；

故答案為：（N2H6）（HSO4）2；B；

（4）若要證明HN3為弱酸，可以用pH試紙來檢測NaN3溶液的pH，根據“有弱就水解”的規(guī)則，若溶液顯堿性，則證明HN3為弱酸，其它合理的方法也可以，如測定0.1 mol·L－1HN3的pH，若pH大于1，說明HN3為弱酸，

故答案為：使用pH試紙測定NaN3溶液的酸堿性，若該溶液顯堿性，說明HN3為弱酸（也可采用其他方法，如測定0.1 mol·L－1HN3的pH，若pH大于1，說明HN3為弱酸）；

（5）根據描述，NaN3應該被氧化為無毒的N2．同時ClO－被還原為Cl－，因此每個NaN3在反應中需要失去1個電子，每個ClO－在反應中可以得到2個電子，二者的物質的量之比為2：1；NaN3的物質的量n= =0.1mol，則需要ClO－的物質的量為0.10mol，因此需要次氯酸鈉溶液體積V= =0.2L=200mL，

故答案為：200。