Question

17．羟胺（NH₂OH）是一种不稳定的白色大片状或针状结晶．极易吸潮，极易溶于水，在热水中易分解．回答下列问题：
（1）羟胺具有碱性，性质类似于NH₃．
①羟胺在水溶液中电离的化学方程式为NH₂OH+H₂O?NH₃OH⁺+OH^-．
②[NH₃（OH）]Cl（盐酸羟铵）水溶液显酸性，其原因为NH₃（OH）⁺+H₂O?NH₂OH•H₂O+H⁺（用离子方程式表示）．
（2）羟胺具有还原性，可用作显像剂．
①羟胺的电子式为．
②羟胺显像时还原溴化银生成银单质和氮气，该反应的化学方程式为2NH₂OH+2AgBr=2Ag+N₂↑+2HBr+2H₂O．
③现用25.00mL 0.049mol•L^-1羟胺的酸性溶液与足量的Fe₂（SO₄）₃溶液煮沸，反应生成的Fe²⁺恰好与24.50mL 0.020mol•L^-1 KMnO₄酸性溶液完全作用．已知羟胺与Fe₂（SO₄）₃反应时，羟胺的氧化产物为一种氧化物，则其化学式为N₂O．
（3）羟胺的制备方法有两种：
①用氨气、过氧化氢在TS-1（钛硅分子筛）作用下于叔丁醇水溶液中加热至70～80℃得到，反应的化学方程式为NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;TS-1\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{叔丁醇/70-80℃}$NH₂OH+H₂O．
②工业上制备羟胺也可采用电解法，其原理如图所示．该法生产时，阴极获得羟胺的电极反应式为7H⁺+6e^-+NO₃^-=NH₂OH+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①羟胺具有碱性，性质类似于NH₃，则羟胺在水溶液中电离出氢氧根离子；
②[NH₃（OH）]Cl（盐酸羟铵）为强酸弱碱盐，水解显酸性；
（2）①羟胺的电子式为；
②羟胺显像时还原溴化银生成银单质和氮气，还生成HBr和水；
③由信息“25.00mL 0.049mol/L的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应，生成的Fe²⁺恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO₄酸性溶液完全作用”可知，NH₂OH失去电子数等于高锰酸钾得到电子数；
（3）①由反应物、生成物及质量守恒定律书写化学反应方程式；
②阴极上硝酸根离子得到电子获得羟胺．

解答 解：（1）①羟胺具有碱性，性质类似于NH₃，则羟胺在水溶液中电离出氢氧根离子，电离方程式为NH₂OH+H₂O?NH₃OH⁺+OH^-，
故答案为：NH₂OH+H₂O?NH₃OH⁺+OH^-；
②[NH₃（OH）]Cl（盐酸羟铵）为强酸弱碱盐，水解显酸性，水解离子反应为，故答案为：酸；NH₃（OH）⁺+H₂O?NH₂OH•H₂O+H⁺；
（2）①羟胺的电子式为，故答案为：；
②羟胺显像时还原溴化银生成银单质和氮气，还生成HBr和水，该化学反应为2NH₂OH+2AgBr=2Ag+N₂↑+2HBr+2H₂O，
故答案为：2NH₂OH+2AgBr=2Ag+N₂↑+2HBr+2H₂O；
③由25.00mL 0.049mol/L的羟胺的酸性溶液跟足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下反应，生成的Fe²⁺恰好与24.50mL 0.020mol/L的KMnO₄酸性溶液完全作用可知，
NH₂OH失去电子数等于高锰酸钾得到电子数，
设羟胺的氧化产物中N元素的化合价为x，
由电子守恒可知，25.00mL×0.001L×0.049mol/L×（x+1）=24.50mL×0.001L×0.020mol/L×（7-2），
解得x=1，
羟胺的氧化产物是N₂O，
故答案为：N₂O；
（3）①用氨气、过氧化氢在TS-1（钛硅分子筛）作用下于叔丁醇水溶液中加热至70～80℃得到，反应的化学方程式为NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;TS-1\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{叔丁醇/70-80℃}$NH₂OH+H₂O，
故答案为：NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;TS-1\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{叔丁醇/70-80℃}$NH₂OH+H₂O；
②阴极上硝酸根离子得到电子获得羟胺，阴极上电极反应为7H⁺+6e^-+NO₃^-=NH₂OH+2H₂O，故答案为：7H⁺+6e^-+NO₃^-=NH₂OH+2H₂O．

点评 本题考查较综合，涉及盐类水解、弱电解质的电离、氧化还原反应的计算、电解等，为高频考点，把握相关反应原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．