Question

15．肼是重要的化工原料，某探究小組利用下列反應制取水合肼（N₂H₄•H₂O）：
實驗一：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)生反應的離子方程式是Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
實驗二：制取水合肼（實驗裝置如圖表示）
控制反應溫度，將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中，充分反應．加熱蒸餾三頸燒瓶內的溶液，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（填標號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，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；
實驗三：測定餾分中肼含量
水合肼具有還原性，可以生成氮氣，測定水合肼的質量分數可采用下列步驟：
A．稱取餾分5.000g，加入適量NaHCO₃固體，經稀釋、轉移、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微黃色且半分鐘內不消失，滴定過程中，溶液的pH保持在6.5左右．記錄消耗碘的標準液的體積．
D．進一步操作與數據處理
（3）水合肼與碘溶液反應的化學方程式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．
（4）滴定時，碘的標準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準溶液為18.00mL，餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質量分數為18.0%（保留三位有效數字）．
（5）為獲得更可靠的滴定結果，步驟d中進一步操作主要是：重復步驟b和c2～3次，依據測得的結果，取平均值．

Answer 1

分析 （1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（2）依據制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反應原理為：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，結合反應產物和反應物分析判斷；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發(fā)生氧化還原反應，生成氮氣、碘化氫和水；NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因為碳酸氫鈉和碘化氫反應；
（4）碘單質具有氧化性，選擇酸式滴定管盛裝進行實驗；結合反應定量關系計算得到餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質量分數；
（5）為獲得更可靠的滴定結果，步驟d中進一步操作是重復bc幾次，結合測定結果計算體積的平均值，得到結果更準確．

解答 解：（1）氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中發(fā)生反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應的離子方程式為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
故答案為：Cl₂+2OH^-=ClO^-+Cl^-+H₂O；
（2）依據制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反應原理為：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，結合反應產物和反應物分析判斷，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，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；
故答案為：A；如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；
（3）水合肼與碘溶液反應發(fā)生氧化還原反應，生成氮氣、碘化氫和水，反應的化學方程式為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因為碳酸氫鈉和碘化氫反應；
故答案為：N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；生成的HI與NaHCO₃ 反應；
（4）碘單質具有氧化性，選擇酸式滴定管盛裝進行實驗；結合反應定量關系計算得到餾分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的質量分數，
N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O；
1 2
n 0.2000mol/L×0.018L
n=0.0018mol
250ml溶液中含有的物質的量=0.0018mol×$\frac{250}{25}$=0.018mol
水合肼（N₂H₄•H₂O）的質量分數=$\frac{0.018mol×50g/mol}{5.00g}$×100%=18.0%
故答案為：酸式；18.0%；
（5）為獲得更可靠的滴定結果，步驟d中進一步操作是重復bc幾次，結合測定結果計算體積的平均值，得到結果更準確；
故答案為：重復步驟b和c 2～3次，依據測得的結果，取平均值．

點評 本題考查了物質制備和性質的實驗分析和驗證方法應用，主要是過程分析判斷，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．