Question

9．肼是火箭發(fā)射常用動(dòng)力材料，某研究性學(xué)習(xí)小組據(jù)化工生產(chǎn)水合肼的原理，用尿素和NaClO的堿性溶液在實(shí)驗(yàn)室制備水合肼：（NH₂）₂CO+NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₃H₄•H₂O+NaCl
有關(guān)水合肼信息如下：無(wú)色液體，熔點(diǎn)小于-40℃，沸點(diǎn)：118℃（101kPa）與水、乙醇互溶；有強(qiáng)還原性、強(qiáng)堿性和強(qiáng)腐蝕性，能腐蝕橡膠、皮革、軟木、玻璃等．
制備步驟：
步驟1：制備Cl₂，用制得的Cl₂制NaClO；
（1）用圖1在常溫下，制取Cl₂，寫(xiě)出生成Cl₂的離子方程式：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）將制得的Cl₂，直接通入圖2制備NaClO；請(qǐng)寫(xiě)出此操作有哪些不足之處？沒(méi)有除去氯氣中混有的HCl，影響產(chǎn)品中NaClO含量；提出你的建議：加一個(gè)用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶；
步驟2：將制得的NaClO堿性溶液，于圖3裝置中進(jìn)行反應(yīng)制取N₂H₄•H₂O；
（3）a中應(yīng)裝：NaClO堿性溶液；b中應(yīng)裝尿素；（填試劑成份）
反應(yīng)過(guò)程中NaClO不能過(guò)量的理由：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl；（用相關(guān)反應(yīng)方程式表示）
（4）反應(yīng)容器b應(yīng)選用C（填序號(hào)）
A．普通玻璃B．石英玻璃C．鐵質(zhì)容器D．陶瓷容器
步驟3：
（5）得到的反應(yīng)混合物應(yīng)采用蒸餾方法進(jìn)行分離；有同學(xué)提議直接用圖3裝置進(jìn)行操作，要達(dá)到目的還需補(bǔ)充的儀器有：牛角管、錐形瓶、酒精燈、冷凝管和溫度計(jì)．

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯化鉀、氯氣與水；
（2）氯氣中混有揮發(fā)出的HCl，會(huì)影響產(chǎn)品中NaClO含量，用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶除去HCl；
（3）水合肼有強(qiáng)還原性，NaClO具有強(qiáng)氧化性，如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化；NaClO過(guò)量會(huì)氧化水合肼生成氮?dú)狻⒙然�鈉水；
（4）由題目信息，水合肼能腐蝕橡膠玻璃等，玻璃塞屬于硅酸鹽，也可以腐蝕陶瓷，應(yīng)選擇鐵質(zhì)容器；
（5）水合肼為液態(tài)，與水互溶，沸點(diǎn)相差較大，應(yīng)擦去分餾方法進(jìn)行分離；需要用冷凝水冷凝蒸出的餾分，需要溫度計(jì)控制收集118℃的餾分．

解答 解：（1）高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯化鉀、氯氣與水，反應(yīng)離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）氯氣中混有揮發(fā)出的HCl，與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaCl，會(huì)影響產(chǎn)品中NaClO含量，添加一個(gè)用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶除去HCl，
故答案為：沒(méi)有除去氯氣中混有的HCl，影響產(chǎn)品中NaClO含量；加一個(gè)用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶；
（3）水合肼有強(qiáng)還原性，NaClO具有強(qiáng)氧化性，如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化，故分液漏斗中的溶液是NaClO堿性溶液，b中應(yīng)裝尿素；
NaClO過(guò)量會(huì)氧化水合肼生成氮?dú)�、氯化鈉水，反應(yīng)方程式為：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl，
故答案為：NaClO堿性溶液；尿素；N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl；
（4）由題目信息，水合肼能腐蝕橡膠玻璃等，玻璃塞屬于硅酸鹽，也可以腐蝕陶瓷，應(yīng)選擇鐵質(zhì)容器，
故選：C；
（5）水合肼為液態(tài)，與水互溶，沸點(diǎn)相差較大，應(yīng)擦去分餾方法進(jìn)行分離；需要用冷凝水冷凝蒸出的餾分，需要溫度計(jì)控制收集118℃的餾分，
故答案為：蒸餾；冷凝管、溫度計(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，涉及氯氣制備、對(duì)裝置與操作的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)分離提純等，關(guān)鍵是對(duì)題目信息的理解應(yīng)用，題目難度中等．