Question

【题目】叠氮化钠(NaN3)是制备医药、炸药的一种重要原料，采用“亚硝酸甲酯——水合肼法”制备叠氮化钠的生产流程如下：

回答下列问题：

（1）亚硝酸甲酯合成釜中生成的亚硝酸甲酯(CH3ONO)易转化为气态进入叠氮环合塔，写出生成CH3ONO的化学反应方程式：___。

（2）叠氮环合塔中生成叠氮化钠的反应方程式为___。

（3）水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨，与硫酸反应可以生成酸式盐，该盐的化学式为___；叠氮环合塔中滴加的烧碱溶液要适当过量，目的是__ ；生产流程中操作x为加热、浓缩，此时所得浓缩液的溶质中含钠的化合物有Na2SO4和___。

（4）该生产过程中可循环使用的物质是___。

（5）生产中有HN3生成，请设计实验证明HN3为弱酸：___。

（6）化工生产中，多余的NaN3常使用次氯酸钠溶液处理，在酸性条件下，二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3，理论上需加入0.5mol·L－1的NaClO溶液___mL。

Answer 1

【答案】2CH3OH＋2NaNO2＋H2SO4=2CH3ONO＋Na2SO4＋2H2O N2H4＋CH3ONO＋NaOH=NaN3＋CH3OH＋2H2O (N2H6)(HSO4)2 提高亚硝酸甲酯和水合肼的转化率，抑制叠氮化钠水解 NaN3、NaOH 甲醇 使用pH试纸测定NaN3溶液的酸碱性，若该溶液显碱性，说明HN3为弱酸（也可采用其他方法，如测定0.1 mol/LHN3的pH，若pH大于1，说明HN3为弱酸） 100

【解析】

本题是一道无机制备类信息题，各步骤的反应物和产物已经标出，故难度较低，顺水推舟即可。

（1）根据装置图可以发现亚硝酸甲酯合成釜有三种原料：浓硫酸、甲醇和亚硝酸钠，浓硫酸可以酸化亚硝酸钠，并为酯化反应提供催化剂，得到甲醇的无机酸酯和水，据此写出反应方程式即可：；

（2）叠氮环合塔中加入了水合肼与烧碱，烧碱可以使第一步得到的亚硝酸甲酯水解，产生甲醇和亚硝酸钠，同时亚硝酸钠和肼里的氮元素发生归中反应得到产物叠氮化钠，据此写出方程式即可：；

（3）既然水合肼的性质类似一水合氨，在水中应该能电离产生和，因此它的硫酸酸式盐的化学式为；叠氮环合塔中适当滴加过量的烧碱有两个作用，一方面可以提高亚硝酸甲酯和水合肼的转化率，另一方面可以抑制叠氮化钠这个强碱弱酸盐的水解；加热浓缩后，溶液中的阴离子有和，因此含钠的化合物有、和；

（4）由于在亚硝酸甲酯合成釜里形成了酯，在叠氮环合塔中酯又水解，因此整个过程中甲醇是可以循环利用的；

（5）若要证明为弱酸，可以用pH试纸来检测溶液的pH，根据“有弱就水解”的规则，若溶液显碱性，则证明为弱酸，其它合理的方法也可以；

（6）根据描述，应该被氧化为无毒的。同时被还原为，因此每个在反应中需要失去1个电子，每个在反应中可以得到2个电子，二者的物质的量之比为2:1；的物质的量，则需要的物质的量为0.05mol，因此需要次氯酸钠溶液体积。