Question

水合肼(N₂H₄·H₂O)又名水合联氨，无色透明，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+NaC1O==N₂H₄·H₂O+Na₂CO₃+NaCl。 

实验1：制备NaClO溶液。（已知：3NaClO2NaCl+NaClO₃）

(1)图甲装置I中烧瓶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％NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有________________。(填标号)

a．烧杯    b．容量瓶    c．玻璃棒    d．烧瓶

(3)图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是_________________。

实验2：制取水合肼。

(4)图乙中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：________________________。充分反应后，蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。

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0.15 mol·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。

②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是_________。(填标号)

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)的质量分数为_______________________。

Answer

MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O ac 防止NaClO分解，影响水合肼的产率 N2H4·H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl 酸式 d 25%

【解析】(1)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水，反应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2+Cl2↑+2H2O，故答案为：MnO2+4H++2Cl-Mn2+Cl2↑+2H2O；

(2)配制30%NaOH溶液时，用天平称量质量，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)由于温度升高时，次氯酸钠容易发生自身的氧化还原反应生成氯酸钠和氯化钠，所以步骤1温度需要在30℃以下，其主要目的是防止NaClO(歧化)分解为氯酸钠和氯化钠，故答案为：防止NaClO(歧化)分解，影响水合肼的产率；

(4)N2H4•H2O具有强还原性，容易被过量的NaClO氧化，会发生反应：N2H4•H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl，故答案为：N2H4•H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl；

(5)①碘的标准溶液显酸性，应该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，对实验结果无影响，错误；b．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡，导致标准液的体积偏小，则结果偏低，错误；c．读数时，滴定前平视，滴定后俯视，导致滴定后读数偏小，使得标准液的体积偏小，则结果偏低，错误；d．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液，使得标准液的浓度偏小，造成滴定后标准液的体积偏大，则结果偏高，正确；故选d；

③设馏分中水合肼(N2H4•H2O)的质量分数为a，则：

N2H4•H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O

50g           2mol

0.3000g×a     0.020L×0.15mol/L

所以50g：0.3000g×a=2mol：0.020L×0.15mol/L，解得：a=25%，故答案为：25%。

点睛：本题考查物质制备实验、物质含量测定，题目难度中等，明确实验目的为解答关键，较好地考查了学生对实验原理的理解、知识迁移应用。本题的易错点是滴定误差的分析，要从反应的原理和实验结果间的关系分析。