Question

【題目】疊氮化鈉（NaN3）是汽車安全氣囊最理想的氣體發(fā)生劑原料。下面是工業(yè)水合肼法制備疊氮化鈉的工藝流程：

查閱資料：

①水合肼（N2H4·H2O）有毒且不穩(wěn)定，具有強還原性和強堿性。

②有關物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表：

物質(zhì)	熔點℃	沸點℃	溶解性
CH3OH	-97	64.7	與水互溶
水合肼(N2H4·H2O)	-40	118.5	與水、醇互溶，不溶于乙醚
亞硝酸甲酯(CH3ONO)	-17	-12	溶于乙醇、乙醚
疊氮化鈉(NaN3)	275 (410易分解)	——	易溶于水，微溶于醇， 不溶于乙醚

（1）合成水合肼。

實驗室合成水合肼裝置如圖所示。NaClO堿性溶液與尿素CO(NH2)2水溶液在40℃以下反應一段時間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應可以制得水合肼。

①制取N2H4·H2O的離子方程式為_________。

②實驗中通過分液漏斗滴加的溶液是_________，理由是_________。

（2）水合肼法制備疊氮化鈉。

①實驗室模擬工藝流程步驟Ⅰ制備疊氮化鈉的反應原理為：N2H4·H2O(aq)+CH3ONO(g)+NaOH(aq)=NaN3(aq)+CH3OH(aq)+3H2O(l) △H﹤0， 研究表明該反應在20℃左右反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高，實驗時可以采取的措施是_________。

②步驟Ⅱ回收CH3OH的實驗操作名稱為________。

③請設計由B溶液獲得疊氮化鈉（NaN3）產(chǎn)品的實驗方案：_________[實驗中可供選擇的試劑有：乙醇、乙醚；除常用儀器外須使用的儀器有：布氏漏斗、真空干燥箱]。

Answer 1

【答案】ClO- + CO(NH2)2 +2OH- = Cl- + N2H4·H2O + NaClO堿性溶液 防止過量的NaClO溶液將水合肼氧化 20℃(冷)水浴(或緩慢通入CH3ONO氣體） 蒸餾 蒸發(fā)濃縮、（冷卻）結晶，用布氏漏斗抽濾（過濾），晶體用乙醇洗滌2~3次，真空干燥箱干燥

【解析】

（1）①NaClO的堿性溶液與尿素CO(NH2)2水溶液反應生成N2H4·H2O，NaCl、Na2CO3，據(jù)此寫出離子方程式；

②因為水合肼具有強還原性，易被次氯酸鈉溶液氧化，可以通過分液漏斗控制NaClO堿性溶液的滴加速度，以此控制用量；

（2）①該反應在20℃左右反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高，所以應設法把溫度控制在20℃左右，據(jù)此分析實驗時可以采取的措施；

②從混合液中可以采用蒸餾的方法回收甲醇；

③由B溶液獲得疊氮化鈉（NaN3）產(chǎn)品，需考慮先讓疊氮化鈉從溶液中結晶析出(蒸發(fā)濃縮、（冷卻）結晶)，過濾(布氏漏斗)，洗滌(易溶于水，需采用非水洗液，常用乙醇，不使用乙醚，是因為還要考慮雜質(zhì)離子的去除及環(huán)境保護)，烘干(具有強還原性，需考慮隔絕空氣)。

①NaClO堿性溶液與尿素CO(NH2)2水溶液制取N2H4·H2O，則反應物為ClO-、OH-、CO(NH2)2，生成物為N2H4·H2O、Cl-、CO32-(C由+2價被氧化為+4價的CO2，再與OH-反應)，反應的離子方程式為ClO- + CO(NH2)2 +2OH- = Cl- + N2H4·H2O +。

答案為：ClO- + CO(NH2)2 +2OH- = Cl- + N2H4·H2O +；

②因為水合肼具有強還原性，防止過量的NaClO溶液將水合肼氧化，所以需控制NaClO的用量，實驗中通過分液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液；

答案為：防止過量的NaClO溶液將水合肼氧化；

（2）①該反應在20℃左右反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高，所以應設法把溫度控制在20℃左右，實驗時可以采取的措施是20℃(冷)水浴(或緩慢通入CH3ONO氣體）；

答案為：20℃(冷)水浴(或緩慢通入CH3ONO氣體）；

②步驟Ⅱ為從溶液中回收CH3OH，則其實驗操作名稱為蒸餾；

答案為：蒸餾；

③由B溶液獲得疊氮化鈉（NaN3）產(chǎn)品，需考慮先讓疊氮化鈉從溶液中結晶析出(蒸發(fā)濃縮、（冷卻）結晶)，過濾(布氏漏斗)，洗滌(易溶于水，需采用非水洗液，常用乙醇，不使用乙醚，是因為還要考慮雜質(zhì)離子的去除及環(huán)境保護)，烘干(具有強還原性，需考慮隔絕空氣)；

答案為：蒸發(fā)濃縮、（冷卻）結晶，用布氏漏斗抽濾（過濾），晶體用乙醇洗滌2~3次，真空干燥箱干燥。