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水合肼(N2H4•H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料,而叠氮化钠又是汽车安...

水合肼(N2H4•H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料,而叠氮化钠又是汽车安全气囊最理想的气体发生剂的原料。如图是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。

查阅资料:①水合肼有毒且不稳定,具有强还原性和强碱性;

②有关物质的物理性质如下表:

物质

甲醇

水合肼

亚硝酸甲酯

叠氮化钠

熔点()

-97

-40

-17

275(410℃:易分解)

沸点()

64.7

118.5

-12

 

 

回答下列问题:

.合成水合肼。实验室水合肼合成水合肼装置如图所示,NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应可以制得水合肼。

(1)实验中通过滴液漏斗向三颈瓶中缓慢滴加NaClO溶液的原因是_____N2H4 的结构式为_____,制取N2H4•H2O的离子方程式为_________

II.制备叠氮化钠。实验室可利用如图所示的装置及药品制备叠氮化钠。

(2)①根据实验发现温度在20℃左右反应的转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此 可釆取的措施是_____;流程中A溶液蒸馏前,图中装置中开关K1K2K3的合理 操作顺序是______

②写出该方法制备叠氮化钠的化学方程式:_____

(3)流程中由B溶液获得叠氮化钠产品的实验步骤为_____,减压过滤,晶体用乙醇洗涤23次后,再_____干燥。

(4)化工生产中,多余的叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理,在酸性条件下,二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3,理论上需加入0.5mol • L-1NaClO溶液_____mL

 

防止过量的NaClO溶液将水合肼氧化 CO(NH2)2+ClO-+2OH- N2H4·H2O+Cl-+CO32- 20℃水浴 关闭K1、K2,打开K3 CH3ONO+N2H4·H2O+NaOH=NaN3+CH3OH+3H2O 蒸发浓缩、冷却结晶 真空或隔绝空气 100 【解析】 (1) NaClO在碱性条件下把CO(NH2)2氧化为N2H4•H2O,根据电子守恒配平离子方程式; (2)①水浴加热便于控制温度;右侧为蒸馏装置;②亚硝酸甲酯与水合肼在碱性条件下反应生成叠氮化钠、甲醇和水; (3) 叠氮化钠溶液蒸发浓缩、冷却结晶可获得叠氮化钠晶体; (4)叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理,根据氮元素化合价高,氯元素化合价降低,二者反应可生成无毒的气体N2,则氯只能从+1降到-1价,根据电子守恒,反应方程式是2NaN3+NaClO+H2O=NaCl+3N2↑+2NaOH; (1)在碱性条件下NaClO把CO(NH2)2氧化为N2H4•H2O,由于水合肼具有强还原性,为防止过量的NaClO溶液将水合肼氧化,实验中要缓慢滴加NaClO溶液;N2H4 的结构式为,根据得失电子守恒,该反应的离子方程式是CO(NH2)2+ClO-+2OH-N2H4·H2O+Cl-+CO32-; (2)①水浴加热便于控制温度,温度在20℃左右反应的转化率最高,所以采用20℃水浴加热;右侧为蒸馏装置,溶液蒸馏前,关闭K1、K2,打开K3; ②亚硝酸甲酯与水合肼在碱性条件下反应生成叠氮化钠、甲醇和水,反应方程式是CH3ONO+N2H4·H2O+NaOH=NaN3+CH3OH+3H2O; (3) 叠氮化钠溶液获得叠氮化钠晶体实验步骤为蒸发浓缩、冷却结晶,减压过滤,晶体用乙醇洗涤2〜3次后,再在真空或隔绝空气干燥; (4)设需要0.5mol • L的NaClO溶液VmL; V=100;  
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考点分析:
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