Question

【題目】水合肼(N2H4·H2O)是無色、有強堿性和強還原性的液體，是一種重要的化工試劑，某新型生產工藝設計如下：

己知：①乙腈CH3CN：無色液體，與水任意比例互溶：丁酮：無色液體，有毒，沸點79.6℃，密度0.81g· cm-3，在水中以1:4溶解；

②反應 I 的化學方程式為：2NH3+ H2O2++4H2O

請回答：

（1）反應I中H2O2需逐滴滴加至混合溶液中，原因是______________________________；

（2）該新型生產工藝可將水相和丁酮回收循環使用，實現清潔化生產，水相的主要溶質成分是_____________________________；

（3）反應II加入鹽酸操作的實驗裝置如圖所示，虛線框內最為合適的儀器是_________，優點是___________。

（4）在加入足量鹽酸后，肼以鹽的形式存在請寫出反應Ⅲ的化學方程式_________；

（5）稱取水合肼餾分1.00g，加水配成2.0mL溶液，在一定條件下，用0.300mol/L的I2溶液滴定，來測定水合肼的產率。

已知：N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O。

①滴定時，可選用的指示劑為_________；

②實驗測得消耗I2溶液的平均值為20.00mL，則N2H4·H2O的產率為_________。

Answer 1

【答案】 防止H2O2分解，且避免反應過于劇烈 乙腈、丁酮 C 防止鹽酸（和丁酮）揮發污染環境；平衡氣壓，液體順利流下 N2H4·2HCl + 2NaOH = N2H4 + 2NaCl +2H2O 淀粉溶液 90.0%

【解析】（1）如果一次性混合，反應非常劇烈，放熱，可能導致H2O2分解，故分批加入。故答案為：防止H2O2分解，且避免反應過于劇烈；

（2）根據已知條件乙腈與水任意比例互溶，丁酮在水中以1:4溶解，故水相的主要溶質為乙腈和丁酮；

（3）最合適的儀器為C裝置，C為恒壓分液漏斗，可以平衡分液漏斗內外氣壓，便于液體順利流下。故答案為：C；

（4）N2H4可寫作H2N-NH2，故肼的性質可類比氨基酸中的-NH2，-NH2+ HCl→-NH2·HCl，-NH2·HCl+NaOH→-NH2+NaCl+ H2O。所以有N2H4+2HCl→N2H4·2HCl，再加NaOH，生成N2H4。故反應Ⅲ的方程式為N2H4·2HCl + 2NaOH = N2H4 + 2NaCl +2H2O；

（5）①碘的標準溶液與肼反應完全，再滴入碘的標準液后，遇淀粉變藍色，實驗滴定重點的現象為：溶液出現藍色且半分鐘內不消失，所以選擇淀粉為指示劑；

故答案為：淀粉溶液；

（2）設1g餾分中水合肼的質量為a，則

N2H4·H2O + 2I2 =N2↑+4HI+H2O

50g 2mol

a 0.300mol/L×0.020L

所以，解得a=0.15g。

題中一共收集到60.0g餾分，這其中N2H4·H2O的質量為：60.0g×=9.0g。

17.0g 40％H2O2，n(H2O2)= ,34.0g 20％氨水，n(NH3)= ，根據關系式2NH3～H2O2～1N2H4·H2O，可知N2H4·H2O的理論產量為0.2mol，質量為50g/mol×0.2mol=10.0g。

所以，N2H4·H2O的產率為： 。

故答案為：90.0%