Question

肼（N₂H₄）的性质类似于氨气，易溶于水，是塑料、橡胶发泡剂的原料。将肼蒸汽通入CuO胶体中，可发生如图所示的转化

（1）图示的转化中，属于非氧化还原反应的是_________（填序号）。

（2）转化①中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1，则X的化学式为______。

（3）转化②中，反应一段时间后，溶液中n（OH^—）_________(填“增大”“减小”或“不变”)

（4）加入NaClO时发生的反应为Cu(NH₃)₄²⁺+2ClO^—+2OH^—=Cu(OH)₂↓+2N₂H₄↑+2Cl^—+2H₂O。该反应需在80℃以上进行，其目的除加快反应速率外，还有_______、__________。

（5）若①中参加反应的CuO物质的量为0.4mol，按图示转化过程进行后，④中生成的CuO物质的量也等于0.4mol，则③中参加反应的O₂的物质的量与④中参加反应的NaClO的物质的量之比为______。

Answer

（1）②（1分）

（2）N2（2分）

（3）增大（2分）

（4）使氢氧化铜分解；降低肼的溶解度，促使其从溶液中逸出（各1分）

（5）1:8（2分）。

【解析】

试题分析：（1）非氧化还原反应即无元素化合价变化的反应，反应②中铜元素、氮元素和氢元素以及氧元素的化合价均没有变化，故为非氧化还原反应，其它反应中都有元素化合价的变化，都属于氧化还原反应，故图示的转化中，属于非氧化还原反应的是②；（2）在反应①中，N2H4做还原剂，CuO做氧化剂，则X为氧化产物，设X中氮元素为a价，则根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为4：1有：4×（2-1）=1×2×（a-2+2），可解得a=0，即X为氮气，X的化学式为：N2；（3）转化②中的离子方程式为：Cu2O+4NH3•H2O= 2Cu(NH3)2++ 2OH-+3H2O，故溶液中氢氧根的物质的量增大；（4）加入NaClO时发生的反应为Cu(NH3)42++2ClO—+2OH—=Cu(OH)2↓+2N2H4↑+2Cl—+2H2O。该反应需在80℃以上进行，其目的除加快反应速率外，还有就是溶液的温度高时氢氧化铜分解，且N2H4气体溶解度随温度升高而降低，从溶液中逸出，从而促进反应向正反应方向进行；（5）在整个转化过程中满足铜元素的守恒，故若①中参加反应的CuO物质的量为0.4mol，按图示转化过程进行后，Cu(NH3)2+的物质的量是0.4mol，发生反应③后Cu(NH3)2+被O2氧化产生Cu(NH3)42+，根据电子守恒可知反应消耗O2的物质的量是（0.4mol×1）÷4=0.1mol；根据反应④Cu(NH3)42++2ClO—+2OH—=Cu(OH)2↓+2N2H4↑+2Cl—+2H2O可知0.4mol Cu(NH3)42+反应消耗NaClO的物质的量是0.4mol×2=0.8mol，所以③中参加反应的O2的物质的量与④中参加反应的NaClO的物质的量之比为0.1mol:0.8mol=1:8。

考点：考查氧化还原反应、化学方程式计算的知识。