Question

12．水合肼（N₂H₄•H₂O）又名水合联氨，无色透明，具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂．利用尿素法生产水合肼的原理为：CO（NH₂）₂+2NaOH+NaC1O═N₂H₄•H₂O+Na₂CO₃+NaCl．

实验1：制备NaClO溶液．（已知：3NaClO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaCl+NaClO₃）
（1）图甲装置I中烧瓶内发生反应的化学方程式为MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（2）用NaOH固体配制溶质质量分数为30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有ac．（填标号）
a．烧杯    b．容量瓶    c．玻璃棒    d．烧瓶
（3）图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是防止NaClO分解，影响水合肼的产率．
实验2：制取水合肼．
（4）图乙中若分液漏斗滴液速度过快，部分N₂H₄•H₂O会参与A中反应并产生大量氮气，降低产品产率．写出该过程反应生成氮气的化学方程式：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl．充分反应后，蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品．
实验3：测定馏分中水合肼的含量．
（5）称取馏分3.0g，加入适量NaHCO₃固体（滴定过程中，调节溶液的pH保持在6.5左右），加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.15mol•L^-1的碘的标准溶液滴定．（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）
①滴定时，碘的标准溶液盛放在酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管．
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是d．（填标号）
a．锥形瓶清洗干净后未干燥
b．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡
c．读数时，滴定前平视，滴定后俯视
d．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液
③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25%．

Answer 1

分析 （1）由图可知由二氧化锰和浓盐酸制备氯气；
（2）根据配制一定质量分数的溶液的步骤选用仪器；
（3）NaClO易分解，冰水浴防止其分解；
（4）N₂H₄•H₂O具有强还原性，容易被过量的NaClO氧化，生成氮气和氯化钠；
（5）①碘的标准溶液具有氧化性，可以腐蚀橡皮管，应盛放在酸式滴定管中；
②滴定实验误差分析依据标准溶液消耗的多少进行分析判断；根据方程式N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O计算．

解答 解：（1）图甲装置I中由二氧化锰和浓盐酸制备氯气，反应为：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）配制30%NaOH溶液时，用天平称量质量，在烧杯中加水溶解，并用玻璃棒搅拌，需要玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒；
故答案为：ac；
（3）为防止NaClO分解，影响水合肼的产率，图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度；
故答案为：防止NaClO分解，影响水合肼的产率；
（4）N₂H₄•H₂O具有强还原性，容易被过量的NaClO氧化，会发生反应：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl；
故答案为：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl；
（5）①碘的标准溶液具有氧化性，可以腐蚀橡皮管，应盛放在酸式滴定管中；
故答案为：酸式；
②a．锥形瓶清洗干净后未干燥，不影响滴定结果，a错误；
b．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡，标准液的体积读数偏小，滴定结果偏小，b错误；
c．读数时，滴定前平视，滴定后俯视标准液的体积读数偏小，滴定结果偏小，c错误；
d．盛标准液的滴定管水洗后，直接装标准液，标准液被稀释，滴定结果偏大，d正确；
设馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数为a，则：
N₂H₄•H₂O+2I₂=N₂↑+4HI+H₂O
50g           2mol
0.3000g×a     0.020L×0.15mol/L
所以50g：0.3000g×a=2mol：0.020L×0.15mol/L，解得：a=25%；
故答案为：d；25%．

点评 本题考查物质制备实验、物质含量测定，题目难度中等，明确实验目的为解答关键，较好地考查了学生对实验原理的理解、知识迁移应用．