Question

【题目】N2H4·H2O（水合肼）极毒且不稳定，100℃以上易分解失水，常用作还原剂和除氧剂（通常生成N2和H2O），其熔点为－40℃，沸点118.5℃。现以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2为原料可制备N2H4·H2O和无水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溶液时，所需玻璃仪器除量筒、烧杯外，还需要_____________（填标号）。

A．容量瓶 B．胶头滴管 C．玻璃棒 D．锥形瓶

（2）步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液充分反应生成NaClO3和NaCl。实验中为控制反应温度除了用冰水浴、充分搅拌外，还需采取的措施是_______________________。

（3）步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________（填字母）；

a．尿素溶液 b．NaClO碱性溶液 c．尿素溶液或NaClO溶液任选其一

理由是____________________________________。

（4）步骤Ⅲ中分离出N2H4·H2O应该采用的方法最合理是____________________。

（5）步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示）。

①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的方法是______________。

②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：_________________________________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。

（6）工业上还可以用水合肼还原法制取碘化钠，工艺流程如图：

还原过程中可用硫化钠或铁屑等物质替代水合肼，但水合肼还原法制得的产品纯度更高，原因是_______________________。

Answer 1

【答案】BC缓慢通入Cl2b过量的NaClO溶液会将水合肼氧化减压蒸馏测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2边搅拌边滴加NaOH溶液，并监测溶液pH，当pH接近10时，停止加液，将溶液转移到蒸发皿中，低温蒸发至较多晶体析出，趁热过滤（不得低于34℃）N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O，分离产品过程容易进行

【解析】

由实验流程可知步骤Ⅰ为氯气和氢氧化钠溶液的反应，生成NaClO，生成的NaClO与尿素反应生成N2H4H2O和Na2CO3，可用蒸馏的方法分离出N2H4H2O，副产品Na2CO3溶液中通入二氧化硫，可制得Na2SO3，结合对应物质的性质以及题给信息解答该题。

(1)配制30%NaOH溶液时，需要用托盘天平称取一定量的氢氧化钠固体，如何在烧杯中加入适量的水溶解即可，所需玻璃仪器除量筒、烧杯外，还需要玻璃棒和胶头滴管，故答案为：BC；

(2)温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液反应生成 NaClO3和NaC1，反应的离子方程式为3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O，实验中控制温度计温度除用冰水浴外，还应控制通入氯气的速率，避免反应过于剧烈，放出大量的热而导致温度升高，故答案为：缓慢通入氯气；

(3)实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是NaClO碱性溶液，可以避免过量的NaClO溶液会将水合肼氧化生成N2，故答案为：b；过量的NaClO溶液会将水合肼氧化；

(4)根据题意，N2H4·H2O(水合肼)不稳定，100℃以上易分解失水，熔点为－40℃，沸点118.5℃。步骤Ⅲ中分离出N2H4·H2O应该采用减压蒸馏，故答案为：减压蒸馏；

(5)用Na2CO3制备无水Na2SO3，在Na2CO3溶液中通入过量的二氧化硫生成NaHSO3，然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。

①由图像可知，如溶液pH约为4时，可完全反应生成NaHSO3，此时可停止通入二氧化硫，可通过测量溶液pH的方法控制，故答案为：测量溶液的pH，若pH约为4，停止通SO2；

②由 NaHSO3溶液制备无水Na2SO3，可边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，由图像可知pH约为10时，可完全反应生成Na2SO3，此时停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，由图像3可知在高于34℃条件下趁热过滤，可得到无水Na2SO3，故答案为：边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤。

(6) N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O，而用Na2S或Fe屑还原会得到其它杂质，水合肼还原法制得的产品纯度更高，故答案为：N2H4H2O的氧化产物为N2和H2O，分离产品过程容易进行。