1、
水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,无色透明,是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。
实验1:制备NaClO溶液。(已知:3NaClO2NaCl+NaClO3)
(1)如图一装置A中___(仪器名称)内发生反应的化学方程式为___。
(2)用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有____(填字母)。
a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.烧瓶
(3)图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是____。
实验2:制取水合肼。
(4)图二中充分反应后,___(填操作名称)A中溶液即可得到水合肼的粗产品。若分液漏斗滴液速度过快,部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气,降低产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式___。
实验3:测定馏分中水合肼的含量。
(5)称取馏分3.0g,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH保持在6.5左右),加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用0.15mol·L-1的碘的标准溶液滴定(已知:N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)。
①滴定时,碘的标准溶液盛放在___(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是___(填字母)。
a.锥形瓶清洗干净后未干燥
b.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
d.盛标准液的滴定管水洗后,直接装标准液
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数___。
圆底烧瓶 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O ac 防止NaClO受热分解,影响水合肼的产率 蒸馏 N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl 酸式 d 25%
(1)如图一装置A中圆底烧瓶内发生反应,浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。故答案为:圆底烧瓶;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时,用天平称量一定质量的氢氧化钠固体,在烧杯中加水溶解,并用玻璃棒搅拌,需要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒,故答案为:ac;
(3)由题给信息可知,次氯酸钠受热易分解生成氯化钠和氯酸钠,图中装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是防止NaClO受热分解,影响水合肼的产率。
故答案为:防止NaClO受热分解,影响水合肼的产率;
(4)图二中充分反应后,蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。N2H4•H2O具有强还原性,若分液漏斗滴液速度过快,部分N2H4·H2O与次氯酸钠反应生成氮气、氯化钠和水,该过程反应生成氮气的化学方程式N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl。
故答案为:蒸馏;N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl;
(5)①滴定时,碘的标准溶液具有氧化性,可以腐蚀橡皮管,碘的标准溶液盛放在酸式滴定管中。故答案为:酸式;
②a.锥形瓶清洗干净后未干燥,不影响水合肼的物质的量,对实验结果无影响,故错误;
b.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡会导致碘的标准溶液体积偏小,所测结果偏小,故错误;
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视会导致碘的标准溶液体积偏小,所测结果偏小,故错误;
d.盛标准液的滴定管水洗后,直接装标准液会稀释碘的标准溶液,导致碘的标准溶液体积偏大,所测结果偏高,故正确;
故答案为:d;
③由方程式N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O可得如下关系N2H4·H2O~2I2,则3.0g馏分中n(N2H4·H2O)=n(I2)×10=×0.15 mol·L-1×20×10—3L×10=0.015 mol,则馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为×100%=25%;故答案为:25%。
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