【題目】水合肼(N2H4·H2O)是無(wú)色、有強(qiáng)堿性和強(qiáng)還原性的液體,是一種重要的化工試劑,某新型生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)如下:

己知:①乙腈CH3CN無(wú)色液體,與水任意比例互溶:丁酮無(wú)色液體,有毒,沸點(diǎn)79.6℃,密度0.81g· cm-3在水中以1:4溶解;

②反應(yīng) I 的化學(xué)方程式為:2NH3+ H2O2++4H2O

請(qǐng)回答:

1反應(yīng)IH2O2需逐滴滴加至混合溶液中,原因是______________________________;

2該新型生產(chǎn)工藝可將水相和丁酮回收循環(huán)使用,實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn),水相的主要溶質(zhì)成分是_____________________________

3反應(yīng)II加入鹽酸操作的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,虛線(xiàn)框內(nèi)最為合適的儀器是_________,優(yōu)點(diǎn)是___________。

4在加入足量鹽酸后,肼以鹽的形式存在請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式_________;

5稱(chēng)取水合肼餾分1.00g,加水配成2.0mL溶液,在一定條件下,用0.300mol/LI2溶液滴定,來(lái)測(cè)定水合肼的產(chǎn)率。

已知:N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O

①滴定時(shí),可選用的指示劑為_________

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I2溶液的平均值為20.00mL,則N2H4·H2O的產(chǎn)率為_________

【答案】 防止H2O2分解,且避免反應(yīng)過(guò)于劇烈 乙腈、丁酮 C 防止鹽酸(和丁酮)揮發(fā)污染環(huán)境;平衡氣壓,液體順利流下 N2H4·2HCl + 2NaOH = N2H4 + 2NaCl +2H2O 淀粉溶液 90.0%

【解析】1)如果一次性混合,反應(yīng)非常劇烈,放熱,可能導(dǎo)致H2O2分解,故分批加入。故答案為:防止H2O2分解,且避免反應(yīng)過(guò)于劇烈;

2)根據(jù)已知條件乙腈與水任意比例互溶,丁酮在水中以1:4溶解,故水相的主要溶質(zhì)為乙腈和丁酮;

(3)最合適的儀器為C裝置,C為恒壓分液漏斗,可以平衡分液漏斗內(nèi)外氣壓,便于液體順利流下。故答案為:C;

(4)N2H4可寫(xiě)作H2N-NH2,故肼的性質(zhì)可類(lèi)比氨基酸中的-NH2,-NH2+ HCl→-NH2·HCl,-NH2·HCl+NaOH→-NH2+NaCl+ H2O。所以有N2H4+2HCl→N2H4·2HCl,再加NaOH,生成N2H4。故反應(yīng)的方程式為N2H4·2HCl + 2NaOH = N2H4 + 2NaCl +2H2O;

5①碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液與肼反應(yīng)完全,再滴入碘的標(biāo)準(zhǔn)液后,遇淀粉變藍(lán)色,實(shí)驗(yàn)滴定重點(diǎn)的現(xiàn)象為:溶液出現(xiàn)藍(lán)色且半分鐘內(nèi)不消失,所以選擇淀粉為指示劑;

故答案為:淀粉溶液;

(2)設(shè)1g餾分中水合肼的質(zhì)量為a,則

N2H4·H2O + 2I2 =N2↑+4HI+H2O

50g 2mol

a 0.300mol/L×0.020L

所以,解得a=0.15g。

題中一共收集到60.0g餾分,這其中N2H4·H2O的質(zhì)量為:60.0g×=9.0g。

17.0g 40%H2O2,n(H2O2)= ,34.0g 20%氨水,n(NH3)= ,根據(jù)關(guān)系式2NH3H2O21N2H4·H2O,可知N2H4·H2O的理論產(chǎn)量為0.2mol,質(zhì)量為50g/mol×0.2mol=10.0g。

所以,N2H4·H2O的產(chǎn)率為: 。

故答案為:90.0%

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B.ΔH<0ΔS<0的反應(yīng)肯定能自發(fā)進(jìn)行

C.體系能量增大和混亂度增大都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向

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步驟2.溶液冷卻后傾去上層清液,在避光的條件下過(guò)濾。

步驟3.依次用溶有少量SO2的水、溶有少量SO2的乙醇、純乙醚洗滌

步驟4.在雙層干燥器分別裝有濃硫酸和氫氧化鈉中干燥34h,再經(jīng)氫氣流干燥。最后進(jìn)行真空干燥。

1實(shí)驗(yàn)所用蒸餾水需經(jīng)煮沸,煮沸目的是_______________

2步驟1中:

①三頸燒瓶中反應(yīng)生成CuBr 的離子方程式為___________________;

②控制反應(yīng)在60℃ 進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是__________________

③說(shuō)明反應(yīng)已完成的現(xiàn)象是_____________________。

3步驟2 過(guò)濾需要避光的原因是________________________

4步驟3中洗滌劑需溶有SO2的原因是_____________________。

5欲利用上述裝置燒杯中的吸收液經(jīng)檢測(cè)主要含Na2SO3NaHSO3 制取較純凈的Na2SO3·7H2O 晶體。請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟[須用到SO2貯存在鋼瓶2)、20%NaOH 溶液]

______________________。

_______________________

③加入少量維生素C 溶液抗氧劑,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶。

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