Question

【題目】水合肼(N2H4H2O)是一種強還原性的堿性液體，是一種用途廣泛的化工原料，實驗室用如圖裝置制備（部分裝置省略）。回答下列問題：

(1)步驟1關閉K2、K3，打開K1，制備NaClO；步驟2關閉______，打開_______，通入N2一段時間；關閉K3，打開K2，通入NH3，制備N2H4H2O。

(2)盛放堿石灰的儀器的名稱為____________,堿石灰的作用_________________。

(3)步驟2中通入N2一段時間的原因是______________________。

(4)本裝置中制備氨氣的化學方程式是____________________________。

(5)NH3與NaClO反應生成N2H4H2O的化學方程式為______________________。

(6)已知：N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O，實驗室用碘標準溶液測定N2H4H2O粗產品的純度。若稱取N2H4H2O粗產品(其它雜質不與I2反應)2.000g，加水配成250.00mL溶液，移出25.00mL置于錐形瓶中，滴加幾滴淀粉溶液，用0.3000molL-1的碘標準溶液進行滴定，碘標準溶液盛放在______(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。達到終點的現象是___________。實驗測得消耗碘標準溶液的平均體積為20.00mL，則粗產品中水合肼的質量分數為________。

Answer 1

【答案】K1、K2 K3 干燥管 吸收氯氣，防止污染空氣 排除空氣及多余的氯氣 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O 2NH3+NaClO=N2H4·H2O+NaCl 酸式 當滴入最后一滴標準溶液，溶液變藍且30s不褪色 75%

【解析】

由圖可知氯化銨與熟石灰反應生成氨氣，氯氣與NaOH發生Cl2+2NaOH=NaC1O+NaC1+H2O，NaClO與氨氣反應可制備N2H4H2O。碘可氧化橡膠，以淀粉為指示劑，通過淀粉遇碘單質變藍來確定滴定終點；結合N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O計算水合肼的質量分數，以此來解答。

(1)根據流程圖示及實驗目的可知：步驟1關閉K2、K3，打開K1，向NaOH溶液中通入Cl2，發生反應：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O來制備NaClO；步驟2關閉K1、K2，打開K3，通入N2一段時間，將裝置內的空氣及未反應的Cl2排出；再關閉K3，打開K2，通入NH3，使反應制取的NH3進入裝置內與NaClO反應制備N2H4H2O。

(2)盛放堿石灰的儀器的名稱為干燥管，其作用是吸收未反應的氯氣，防止污染空氣；

(3)步驟2中通入N2一段時間的原因是排除空氣及多余的氯氣，防止影響氨氣與NaClO的反應；

(4)在該裝置中用NH4Cl與Ca(OH)2反應制取氨氣，制備氨氣的化學方程式是2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O；

(5)NH3與 NaClO反應生成N2H4H2O的化學方程式為2NH3+NaClO=N2H4H2O+NaCl；

(6)碘單質容易與堿式滴定管的橡膠發生反應，其水溶液現酸性，所以碘標準溶液要盛放在酸式滴定管中，以淀粉溶液為指示劑，若達到滴定終點，滴入的碘標準溶液與淀粉溶液會變為藍色，所以達到終點的現象是溶液變藍且30s不褪色。實驗測得消耗碘標準溶液的平均體積為20.00mL，則原樣品消耗標準溶液中碘單質的物質的量n(I2)= 0.02L×0.3000mol/L×=0.0600mol，根據方程式N2H4H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O可知n(N2H4H2O)=n(I2)=0.0300 mol，所以粗產品中水合肼的質量分數為×100%=75%。