Question

15．肼是重要的化工原料．某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄•H₂O）：
CO（NH₂）+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
NaClO过量时，易发生反应：
N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+2NaCl+3H₂O
实验一：制备NaClO溶液（实验装置如图甲所示）
（1）锥形瓶中发生反应的离子方程式是Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
实验二：制取水合肼（实验装置如图乙所示）控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应．加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108-114℃馏分．
（2）分液漏斗中的溶液是D（填序号）；
A、CO（NH₂）₂溶液     B、NaOH溶液     C、NaOH和CO（NH₂）₂混合溶液     D、NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中，反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化．
实验三：测定馏分中肼含量
称取馏分5.000g加入适量NaHCO₃固体，加入配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol/L的I₂溶液滴定．滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）．
（3）配制250mL溶液所需仪器除分析天平、烧杯、玻璃棒外，还需250mL容量瓶，胶头滴管．
（4）滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，用离子方程式解释其原因：HCO₃^-+H⁺=C0₂↑+H₂O．
（5）实验测得消耗I₂溶液的平均值为20.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数为10%．

Answer 1

分析 实验一：制备NaClO溶液（1）氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中与NaOH发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
实验二：制取水合肼（2）依据制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反应原理为：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，结合反应产物和反应物分析判断，水合肼（N₂H₄•H₂O）具有还原性，易被次氯酸钠氧化；
实验三：测定馏分中肼含量（3）操作步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，根据实验操作的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器；
（4）滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因为生成的HI与NaHCO₃反应生成二氧化碳；
（5）结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数．

解答 解：实验一：制备NaClO溶液（1）氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应为Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O，反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O，
故答案为：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
实验二：制取水合肼（2）依据制取水合肼（N₂H₄•H₂O）的反应原理为：CO（NH₂）+2NaOH+NaClO=Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl，结合反应产物和反应物分析判断，分液漏斗中的溶液是NaOH和NaClO混合溶液；水合肼（N₂H₄•H₂O）具有还原性，易被次氯酸钠氧化，如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中，反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化，
故答案为：D；如果次氯酸钠溶液装在烧瓶中，反应生成的水合肼会被次氯酸钠氧化；
实验三：测定馏分中肼含量
（3）操作步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作，配制250mLNaHCO₃溶液，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，还需要的仪器为胶头滴管，故还需要的仪器有：250mL容量瓶、胶头滴管，
故答案为：250mol容量瓶，胶头滴管；      
（4）滴定过程中，N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，是因为生成的HI与NaHCO₃反应，生成碘化钠和水、二氧化碳，反应的离子方程式为：HCO₃^-+H⁺=C0₂↑+H₂O；
故答案为：HCO₃^-+H⁺=C0₂↑+H₂O；
（5）结合反应定量关系计算得到馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数，
N₂H₂•H₂O+2I₂=N₂+4HI+H₂O
1                2
n             0.1000mol/L×0.02L
n=0.001mol
250ml溶液中含有的物质的量=0.001mol×$\frac{250}{25}$=0.01mol
水合肼（N₂H₂•H₂O）的质量分数=$\frac{0.01mol×50g/mol}{5.000g}$×100%=10%，
故答案为：10%．

点评 本题考查了物质制备和性质的实验分析和验证方法应用，主要是过程分析判断，侧重考查了实验操作、滴定的计算，提取题干信息并结合相关反应原理是解答关键，题目难度中等．