Question

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N₂H₄·H₂O)：CO(NH₂)₂＋2NaOH＋NaClO＝Na₂CO₃＋N₂H₄·H₂O＋NaCl。

实验一：制备NaClO溶液

（1）将氯气通入到盛有NaOH溶液的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式为________________。

实验二：制取水合肼(实验装置如图所示)

控制反应温度，将分液漏斗中的溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114 ℃馏分。(已知：N₂H₄·H₂O＋2NaClO===N₂↑＋3H₂O＋2NaCl)

（2）仪器X的名称是___________；分液漏斗中的溶液是___________(填“A”或“B”)；

A．NaOH和NaClO混合溶液

B．CO(NH₂)₂溶液

选择的理由是_____________________________。

实验三：测定馏分中水合肼的质量分数

水合肼具有还原性，被氧化生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：

a．称取馏分5.000 g，加入适量NaHCO₃固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250 mL溶液。

b．移取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10 mL水，摇匀。

c．用0.2000 mol·L^－1碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失，滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准溶液的体积。

d．进一步操作与数据处理。

（3）水合肼与碘溶液反应的化学方程式为_________________________________；

测定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是______________________。

（4）滴定时，碘的标准溶液盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中；若三次滴定消耗碘的标准溶液的平均体积为18.00 mL，则馏分中水合肼(N₂H₄·H₂O)的质量分数为________(保留三位有效数字)。

Answer

（1）Cl2＋2OH－＝ClO－＋Cl－＋H2O（2分） （2）（直形）冷凝管（2分）A（2分）如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中，反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化（2分）

（3）N2H4·H2O＋2I2＝N2↑＋4HI＋H2O(2分) 生成的HI与NaHCO3反应（2分）

（4）酸式（2分） 18.0%(或0.180)（2分）

【解析】

试题分析：（1）氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以锥形瓶中发生反应的离子方程式是Cl2＋ 2OH—＝ ClO—＋Cl—＋H2O；

（2）根据仪器结构可判断仪器X的名称是（直形）冷凝管；由于水合肼易被次氯酸钠氧化，因此如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中，反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化，所以分液漏斗中的溶液是NaOH和NaClO混合溶液，答案选A。

（3）碘具有氧化性，能氧化水合肼生成氮气，反应的化学方程式为N2H4·H2O＋2I2＝N2↑＋4HI＋H2O；生成的氢碘酸是强酸，能与NaHCO3溶液反应，从而可以控制溶液的pH值。

（4）碘水显酸性，因此滴定时，碘的标准溶液盛放在酸式滴定管中；消耗碘的物质的量是0.2000 mol/L ×0.018 L＝0.0036 mol，根据反应的方程式可知水合肼的物质的量是0.0018 mol，质量是0.0018 mol×50 g/mol＝0.09 g，则馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为。

考点：考查氯气的化学性质，物质制备实验方案设计与探究等知识。