Question

15．肼是重要的化工原料，某探究小組利用下列反應(yīng)制取水合肼（N₂H₄•H₂O）：
實(shí)驗(yàn)一：制備NaClO溶液
（1）將氯氣通入到盛有NaOH溶液的錐形瓶中，錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
實(shí)驗(yàn)二：制取水合肼（實(shí)驗(yàn)裝置如圖表示）
控制反應(yīng)溫度，將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中，充分反應(yīng)．加熱蒸餾三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液，收集108～114℃餾分．（已知：N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+3H₂O+2NaCl）
（2）分液漏斗中的溶液是A（填標(biāo)號(hào)A或B）；
A．NaOH和NaClO混合溶液     B．CO（NH₂）₂溶液
選擇的理由是如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化；
實(shí)驗(yàn)三：測(cè)定餾分中肼含量
水合肼具有還原性，可以生成氮?dú)�，測(cè)定水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可采用下列步驟：
A．稱取餾分5.000g，加入適量NaHCO₃固體，經(jīng)稀釋、轉(zhuǎn)移、定容等步驟，配制250mL溶液．
B．移取25.00mL于錐形瓶中，加入10mL水，搖勻．
C．用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出現(xiàn)微黃色且半分鐘內(nèi)不消失，滴定過程中，溶液的pH保持在6.5左右．記錄消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)液的體積．
D．進(jìn)一步操作與數(shù)據(jù)處理
（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；滴定過程中，NaHCO₃能控制溶液的pH再6.5左右，原因是生成的HI與NaHCO₃反應(yīng)．
（4）滴定時(shí)，碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在酸式滴定管中（選填：“酸式”或“堿式”）；若本次滴定消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液為18.00mL，餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0%（保留三位有效數(shù)字）．
（5）為獲得更可靠的滴定結(jié)果，步驟d中進(jìn)一步操作主要是：重復(fù)步驟b和c2～3次，依據(jù)測(cè)得的結(jié)果，取平均值．

Answer 1

分析 （1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（2）依據(jù)制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反應(yīng)原理為：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)物分析判斷；水合肼（N₂H₄•H₂O）具有還原性，易被次氯酸鈉氧化；
（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)�、碘化氫和水；NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因?yàn)樘妓釟溻c和碘化氫反應(yīng)；
（4）碘單質(zhì)具有氧化性，選擇酸式滴定管盛裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算得到餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）為獲得更可靠的滴定結(jié)果，步驟d中進(jìn)一步操作是重復(fù)bc幾次，結(jié)合測(cè)定結(jié)果計(jì)算體積的平均值，得到結(jié)果更準(zhǔn)確．

解答 解：（1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
故答案為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
（2）依據(jù)制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反應(yīng)原理為：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)物分析判斷，分液漏斗中的溶液是NaOH和NaClO混合溶液；水合肼（N₂H₄•H₂O）具有還原性，易被次氯酸鈉氧化，如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化；
故答案為：A；如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化；
（3）水合肼與碘溶液反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)�、碘化氫和水，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因?yàn)樘妓釟溻c和碘化氫反應(yīng)；
故答案為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；生成的HI與NaHCO₃ 反應(yīng)；
（4）碘單質(zhì)具有氧化性，選擇酸式滴定管盛裝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；結(jié)合反應(yīng)定量關(guān)系計(jì)算得到餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，
N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；
1 2
n 0.2000mol/L×0.018L
n=0.0018mol
250ml溶液中含有的物質(zhì)的量=0.0018mol×$\frac{250}{25}$=0.018mol
水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.018mol×50g/mol}{5.00g}$×100%=18.0%
故答案為：酸式；18.0%；
（5）為獲得更可靠的滴定結(jié)果，步驟d中進(jìn)一步操作是重復(fù)bc幾次，結(jié)合測(cè)定結(jié)果計(jì)算體積的平均值，得到結(jié)果更準(zhǔn)確；
故答案為：重復(fù)步驟b和c 2～3次，依據(jù)測(cè)得的結(jié)果，取平均值．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分析和驗(yàn)證方法應(yīng)用，主要是過程分析判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．