Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3)是制備醫(yī)藥、炸藥的一種重要原料，采用“亞硝酸甲酯——水合肼法”制備疊氮化鈉的生產(chǎn)流程如下：

回答下列問題：

（1）亞硝酸甲酯合成釜中生成的亞硝酸甲酯(CH3ONO)易轉(zhuǎn)化為氣態(tài)進入疊氮環(huán)合塔，寫出生成CH3ONO的化學反應方程式：___。

（2）疊氮環(huán)合塔中生成疊氮化鈉的反應方程式為___。

（3）水合肼(N2H4·H2O)的性質(zhì)類似一水合氨，與硫酸反應可以生成酸式鹽，該鹽的化學式為___；疊氮環(huán)合塔中滴加的燒堿溶液要適當過量，目的是__ ；生產(chǎn)流程中操作x為加熱、濃縮，此時所得濃縮液的溶質(zhì)中含鈉的化合物有Na2SO4和___。

（4）該生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是___。

（5）生產(chǎn)中有HN3生成，請設計實驗證明HN3為弱酸：___。

（6）化工生產(chǎn)中，多余的NaN3常使用次氯酸鈉溶液處理，在酸性條件下，二者反應可生成無毒的氣體。若處理6.5gNaN3，理論上需加入0.5mol·L－1的NaClO溶液___mL。

Answer 1

【答案】2CH3OH＋2NaNO2＋H2SO4=2CH3ONO＋Na2SO4＋2H2O N2H4＋CH3ONO＋NaOH=NaN3＋CH3OH＋2H2O (N2H6)(HSO4)2 提高亞硝酸甲酯和水合肼的轉(zhuǎn)化率，抑制疊氮化鈉水解 NaN3、NaOH 甲醇 使用pH試紙測定NaN3溶液的酸堿性，若該溶液顯堿性，說明HN3為弱酸（也可采用其他方法，如測定0.1 mol/LHN3的pH，若pH大于1，說明HN3為弱酸） 100

【解析】

本題是一道無機制備類信息題，各步驟的反應物和產(chǎn)物已經(jīng)標出，故難度較低，順水推舟即可。

（1）根據(jù)裝置圖可以發(fā)現(xiàn)亞硝酸甲酯合成釜有三種原料：濃硫酸、甲醇和亞硝酸鈉，濃硫酸可以酸化亞硝酸鈉，并為酯化反應提供催化劑，得到甲醇的無機酸酯和水，據(jù)此寫出反應方程式即可：；

（2）疊氮環(huán)合塔中加入了水合肼與燒堿，燒堿可以使第一步得到的亞硝酸甲酯水解，產(chǎn)生甲醇和亞硝酸鈉，同時亞硝酸鈉和肼里的氮元素發(fā)生歸中反應得到產(chǎn)物疊氮化鈉，據(jù)此寫出方程式即可：；

（3）既然水合肼的性質(zhì)類似一水合氨，在水中應該能電離產(chǎn)生和，因此它的硫酸酸式鹽的化學式為；疊氮環(huán)合塔中適當?shù)渭舆^量的燒堿有兩個作用，一方面可以提高亞硝酸甲酯和水合肼的轉(zhuǎn)化率，另一方面可以抑制疊氮化鈉這個強堿弱酸鹽的水解；加熱濃縮后，溶液中的陰離子有和，因此含鈉的化合物有、和；

（4）由于在亞硝酸甲酯合成釜里形成了酯，在疊氮環(huán)合塔中酯又水解，因此整個過程中甲醇是可以循環(huán)利用的；

（5）若要證明為弱酸，可以用pH試紙來檢測溶液的pH，根據(jù)“有弱就水解”的規(guī)則，若溶液顯堿性，則證明為弱酸，其它合理的方法也可以；

（6）根據(jù)描述，應該被氧化為無毒的。同時被還原為，因此每個在反應中需要失去1個電子，每個在反應中可以得到2個電子，二者的物質(zhì)的量之比為2:1；的物質(zhì)的量，則需要的物質(zhì)的量為0.05mol，因此需要次氯酸鈉溶液體積。