Question

【題目】水合肼（N2H4·H2O）可用作抗氧劑等，工業(yè)上常用尿素[CO(NH2)2]和 NaClO溶液反應(yīng)制備水合肼。

已知：Ⅰ．N2H4·H2O 的結(jié)構(gòu)如圖（…表示氫鍵）。

Ⅱ．N2H4·H2O 沸點(diǎn) 118 ℃，具有強(qiáng)還原性。

（1）將 Cl2 通入過量 NaOH 溶液中制備 NaClO，得到溶液 X，離子方程式是__。

（2）制備水合肼：將溶液 X 滴入尿素水溶液中，控制一定溫度，裝置如圖 a（夾持及控溫裝置已略）。充分反應(yīng)后，A 中的溶液經(jīng)蒸餾獲得水合肼粗品后，剩余溶液再進(jìn)一步處理還可獲得副產(chǎn)品 NaCl 和Na2CO3·10H2O。

①A 中反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。

②冷凝管的作用是__。

③若滴加 NaClO 溶液的速度較快時(shí)，水合肼的產(chǎn)率會(huì)下降，原因是__。

④NaCl 和 Na2CO3 的溶解度曲線如圖 b。由蒸餾后的剩余溶液獲得 NaCl 粗品的操作是__。

（3）水合肼在溶液中可發(fā)生類似 NH3·H2O 的電離，呈弱堿性；其分子中與 N 原子相連的 H 原子易發(fā)生取代反應(yīng)。

①水合肼和鹽酸按物質(zhì)的量之比 1∶1 反應(yīng)的離子方程式是__。

②碳酰肼（CH6N4O）是目前去除鍋爐水中氧氣的最先進(jìn)材料，由水合肼與 DEC（ ）發(fā)生取代反應(yīng)制得。碳酰肼的結(jié)構(gòu)簡式是__。

Answer 1

【答案】Cl2 +2OH－=Cl－+ ClO－+H2O NaClO+CO(NH2)2+2NaOH N2H4·H2O+ NaCl+Na2CO3 冷凝回流水合肼 N2H4·H2O被NaClO氧化 加熱至有大量固體析出，趁熱過濾 N2H4·H2O+ H+=N2H5++H2O

【解析】

（1）Cl2與過量 NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO、NaCl和H2O，則得到溶液X的離子方程式為Cl2 +2OH－=Cl－+ ClO－+H2O；

（2）①A 中的反應(yīng)為堿性條件下，次氯酸鈉與尿素發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成水合肼、碳酸鈉和氯化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式NaClO+CO(NH2)2+2NaOH N2H4·H2O+ NaCl+Na2CO3；

②由題意可知水合肼的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，為防止水合肼?lián)]發(fā)，造成產(chǎn)率降低，應(yīng)選用冷凝管冷凝回流，故答案為：冷凝回流水合肼；

③水合肼有強(qiáng)還原性，NaClO具有強(qiáng)氧化性，若滴加 NaClO 溶液的速度較快時(shí)，反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化，導(dǎo)致產(chǎn)率會(huì)下降，故答案為：N2H4·H2O被NaClO氧化；

④由溶解度曲線可知，碳酸鈉的溶解度隨溫度變化大，氯化鈉溶解度隨溫度變化小，則獲得 NaCl 粗品的操作是加熱至有大量固體析出，趁熱過濾，防止降溫時(shí)碳酸鈉析出，故答案為：加熱至有大量固體析出，趁熱過濾；

（3）①水合肼和鹽酸按物質(zhì)的量之比 1∶1反應(yīng)生成N2H5Cl和水，反應(yīng)的離子方程式N2H4·H2O+ H+=N2H5++H2O；

②一定條件下，水合肼與發(fā)生取代反應(yīng)生成和乙醇，則碳酰肼的結(jié)構(gòu)簡式是，故答案為：。