Question

【題目】N2H4·H2O（水合肼）極毒且不穩(wěn)定，100℃以上易分解失水，常用作還原劑和除氧劑（通常生成N2和H2O），其熔點(diǎn)為－40℃，沸點(diǎn)118.5℃。現(xiàn)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4·H2O和無水Na2SO3，其主要流程如下：

已知：Cl2(g)＋2OH-(aq)=ClO-(aq)＋Cl-(aq)＋H2O(aq) △H<0

（1）配制30%NaOH溶液時(shí)，所需玻璃儀器除量筒、燒杯外，還需要_____________（填標(biāo)號(hào)）。

A．容量瓶 B．膠頭滴管 C．玻璃棒 D．錐形瓶

（2）步驟Ⅰ制備NaClO溶液時(shí)，若溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液充分反應(yīng)生成NaClO3和NaCl。實(shí)驗(yàn)中為控制反應(yīng)溫度除了用冰水浴、充分?jǐn)嚢柰猓�還需采取的措施是_______________________。

（3）步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________（填字母）；

a．尿素溶液 b．NaClO堿性溶液 c．尿素溶液或NaClO溶液任選其一

理由是____________________________________。

（4）步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應(yīng)該采用的方法最合理是____________________。

（5）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-隨pH的分布如圖2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示）。

①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實(shí)驗(yàn)中確定何時(shí)停止通SO2的方法是______________。

②請(qǐng)補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案：_________________________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。

（6）工業(yè)上還可以用水合肼還原法制取碘化鈉，工藝流程如圖：

還原過程中可用硫化鈉或鐵屑等物質(zhì)替代水合肼，但水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高，原因是_______________________。

Answer 1

【答案】BC緩慢通入Cl2b過量的NaClO溶液會(huì)將水合肼氧化減壓蒸餾測(cè)量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2邊攪拌邊滴加NaOH溶液，并監(jiān)測(cè)溶液pH，當(dāng)pH接近10時(shí)，停止加液，將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中，低溫蒸發(fā)至較多晶體析出，趁熱過濾（不得低于34℃）N2H4H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O，分離產(chǎn)品過程容易進(jìn)行

【解析】

由實(shí)驗(yàn)流程可知步驟Ⅰ為氯氣和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，生成NaClO，生成的NaClO與尿素反應(yīng)生成N2H4H2O和Na2CO3，可用蒸餾的方法分離出N2H4H2O，副產(chǎn)品Na2CO3溶液中通入二氧化硫，可制得Na2SO3，結(jié)合對(duì)應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)以及題給信息解答該題。

(1)配制30%NaOH溶液時(shí)，需要用托盤天平稱取一定量的氫氧化鈉固體，如何在燒杯中加入適量的水溶解即可，所需玻璃儀器除量筒、燒杯外，還需要玻璃棒和膠頭滴管，故答案為：BC；

(2)溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成 NaClO3和NaC1，反應(yīng)的離子方程式為3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O，實(shí)驗(yàn)中控制溫度計(jì)溫度除用冰水浴外，還應(yīng)控制通入氯氣的速率，避免反應(yīng)過于劇烈，放出大量的熱而導(dǎo)致溫度升高，故答案為：緩慢通入氯氣；

(3)實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液，可以避免過量的NaClO溶液會(huì)將水合肼氧化生成N2，故答案為：b；過量的NaClO溶液會(huì)將水合肼氧化；

(4)根據(jù)題意，N2H4·H2O(水合肼)不穩(wěn)定，100℃以上易分解失水，熔點(diǎn)為－40℃，沸點(diǎn)118.5℃。步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應(yīng)該采用減壓蒸餾，故答案為：減壓蒸餾；

(5)用Na2CO3制備無水Na2SO3，在Na2CO3溶液中通入過量的二氧化硫生成NaHSO3，然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。

①由圖像可知，如溶液pH約為4時(shí)，可完全反應(yīng)生成NaHSO3，此時(shí)可停止通入二氧化硫，可通過測(cè)量溶液pH的方法控制，故答案為：測(cè)量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2；

②由 NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，可邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測(cè)量溶液pH，由圖像可知pH約為10時(shí)，可完全反應(yīng)生成Na2SO3，此時(shí)停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，由圖像3可知在高于34℃條件下趁熱過濾，可得到無水Na2SO3，故答案為：邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測(cè)量溶液pH，pH約為10時(shí)，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾。

(6) N2H4H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O，而用Na2S或Fe屑還原會(huì)得到其它雜質(zhì)，水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高，故答案為：N2H4H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O，分離產(chǎn)品過程容易進(jìn)行。