Question

【題目】水合肼是無色、有強還原性的液體，實驗室制備水合肼的原理為：CO(NH2)2+2NaOH+NaClO==Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl 據此，某學生設計了下列實驗。

（制備NaClO溶液）

實驗裝置如圖甲所示（部分夾持裝置已省略）已知：3NaClO2NaCl+NaClO3

（1）請寫出肼的電子式_________________。

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

（3）裝置I中發生的化學反應方程式是 ____________________________；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）

實驗裝置如圖乙所示。

（4）儀器B的名稱為_________；反應過程中，如果分液漏斗中溶液的滴速過快，部分N2H4·H2O參與A中反應并產生大量氮氣，請寫出該反應的化學反應方程式__________。

（5）充分反應后，加熱蒸餾A內的溶液即可得到水合肼的粗產品。若在蒸餾剛剛開始的時候忘記添加沸石，應該采取的操作是_____________________。

（測定肼的含量）

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滴定終點時的現象為______________________________。

②實驗測得消耗I2溶液的平均值為20.00 mL，餾分中N2H4.H2O的質量分數為______。

Answer 1

【答案】 燒杯、玻璃棒 MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 防止溫度過高次氯酸鈉變為氯化鈉和氯酸鈉 直形冷凝管 N2H4·H2O+2NaClO====2NaCl+N2↑+3H2O 冷卻后補加 滴定終點時的現象為當加入最后一滴滴定劑的時候，溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復 30.0%

【解析】

根據氮原子形成8電子穩定結構、氫原子形成2電子穩定結構分析電子式，根據已知中次氯酸鈉能分解分析冰水浴的目的，根據物質的氧化性和還原性分析反應方程式，根據碘遇淀粉變藍分析終點顏色變化，根據方程式中的物質的量關系計算肼的物質的量，進而計算質量和質量分數。

(1) 肼的化學式為N2H4，根據氫原子形成一對共用電子對分析，氮原子之間形成一對共用電子，電子式為 ；

(2)配制30%的氫氧化鈉溶液的實驗步驟為計算，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生成氯化錳和氯氣和水，反應方程式為： MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；根據已知：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高次氯酸鈉變為氯化鈉和氯酸鈉；

(4)儀器B為直形冷凝管；分液漏斗中為次氯酸鈉，具有強氧化性，水合肼具有強還原性，如果分液漏斗中溶液的滴速過快，溶液中有過多的次氯酸鈉，部分N2H4·H2O參與反應被氧化產生大量氮氣， 方程式為N2H4·H2O+2NaClO====2NaCl+N2↑+3H2O；

(5) 液體加熱時為了防止暴沸，通常加入沸石，若在蒸餾剛剛開始的時候忘記添加沸石，應該采取停止實驗，冷卻后補加；

①滴定的原理為N2H4·H2O+2I2==N2↑+4HI+H2O，使用標準碘水溶液，可利用碘遇淀粉變藍選用淀粉為指示劑，滴定終點時的現象為當加入最后一滴滴定劑的時候，溶液由藍色變為無色，且半分鐘內不恢復；

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的質量分數為0.0075 g ÷0.2500 g×100% =30.0%。