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）：
CO（NH₂）+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
NaClO過(guò)量時(shí)，易發(fā)生反應(yīng)：
N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+2NaCl+3H₂O
實(shí)驗(yàn)一：制備NaClO溶液（實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示）
（1）錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
實(shí)驗(yàn)二：制取水合肼（實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示）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．
（2）分液漏斗中的溶液是D（填序號(hào)）；
A、CO（NH₂）₂溶液     B、NaOH溶液     C、NaOH和CO（NH₂）₂混合溶液     D、NaOH和NaClO混合溶液
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
稱取餾分5.000g加入適量NaHCO₃固體，加入配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol/L的I₂溶液滴定．滴定過(guò)程中，溶液的pH保持在6.5左右（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）．
（3）配制250mL溶液所需儀器除分析天平、燒杯、玻璃棒外，還需250mL容量瓶，膠頭滴管．
（4）滴定過(guò)程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，用離子方程式解釋其原因：HCO₃^-+H⁺=C0₂↑+H₂O．
（5）實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I₂溶液的平均值為20.00mL，餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一：制備NaClO溶液（1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中與NaOH發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
實(shí)驗(yàn)二：制取水合肼（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；
實(shí)驗(yàn)三：測(cè)定餾分中肼含量（3）操作步驟有稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作的步驟以及每步操作需要儀器確定反應(yīng)所需儀器；
（4）滴定過(guò)程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因?yàn)樯�成的HI與NaHCO₃反應(yīng)生成二氧化碳；
（5）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)．

解答 解：實(shí)驗(yàn)一：制備NaClO溶液（1）氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應(yīng)為Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，反應(yīng)的離子方程式為Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案為：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
實(shí)驗(yàn)二：制取水合肼（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：D；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
（3）操作步驟有稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，配制250mLNaHCO₃溶液，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，還需要的儀器為膠頭滴管，故還需要的儀器有：250mL容量瓶、膠頭滴管，
故答案為：250mol容量瓶，膠頭滴管；      
（4）滴定過(guò)程中，N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因?yàn)樯�成的HI與NaHCO₃反應(yīng)，生成碘化鈉和水、二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為：HCO₃^-+H⁺=C0₂↑+H₂O；
故答案為：HCO₃^-+H⁺=C0₂↑+H₂O；
（5）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)，
N₂H₂•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O
1                2
n             0.1000mol/L×0.02L
n=0.001mol
250ml溶液中含有的物質(zhì)的量=0.001mol×$\frac{250}{25}$=0.01mol
水合肼（N₂H₂•H₂O）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{0.01mol×50g/mol}{5.000g}$×100%=10%，
故答案為：10%．

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(guò)程分析判斷，側(cè)重考查了實(shí)驗(yàn)操作、滴定的計(jì)算，提取題干信息并結(jié)合相關(guān)反應(yīng)原理是解答關(guān)鍵，題目難度中等．