Question

【题目】肼是一种应用广泛的化工原料，又称联氨。具有很高的燃烧热，可用作火箭和燃料电池的燃料。肼是一种强还原剂，易被氧化生成氮气，可用来去除锅炉水和热水加热系统中的氧，以减少腐蚀。储存时应与氧化剂，食用化学品分开存放，切忌混储。工业采用尿素[CO(NH2)2]为原料，与次氯酸钠氢-氢氧化钠溶液反应制得肼。某学习小组的同学设计以下实验制备肼:

（1）按照图18甲所示的装置完成实验一：将生成的气体通入到盛有____的锥形瓶中，瓶中发生反应的离子方程式是_________________。

（2）按照图乙所示的装置进行实验二: 将实验一制得的溶液注入____中(填仪器名称)，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，这样操作的理由是_________。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114℃的馏分。

（3）N2H4（肼）可作制药的原料，也可作火箭的燃料。肼能与酸反应，已知N2H6Cl2溶液呈弱酸性。在水中存在如下反应:

a.N2H62++H2ON2H5++H3O+ 平衡常数为K1

b.N2H5++H2ON2H4+H3O+ 平衡常数为K2

相同温度下，K1>K2，其主要原因有两个:

第一: 电荷因素，N2H5+的水解程度小于N2H62+；

第二:________________。

（4）气态肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。在密闭容器中发生上述反应，平衡体系中肼的体积分数与温度关系如图19所示:

①p1_____p2(填“<”“>”或“=”，后同)，该反应的△H____0。

②肼还可以制备肼—碱性燃料电池，氧化产物为稳定的对环境友好的物质。该电池负极的电极反应式为______________。

Answer 1

【答案】 NaOH溶液 Cl2+ 2OH－=ClO－+ Cl－+ H2O 分液漏斗 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 第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用 ＜ ＞ N2H44e－+4OH－=N2↑+4H2O

【解析】（1）.根据题中信息可知，制备肼时，需要次氯酸钠－氢氧化钠溶液，所以应将氯气通入氢氧化钠溶液中，氯气与氢氧化钠溶液发生反应，生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式为：Cl2+ 2OH－=ClO－+ Cl－+ H2O，故答案为：NaOH溶液；Cl2+ 2OH－=ClO－+ Cl－+ H2O；

（2）.根据题中信息可知，反应生成的水合肼能被次氯酸钠氧化，所以次氯酸钠溶液不能装在烧瓶中，而应装在分液漏斗中，故答案为：分液漏斗；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；

（3）.根据两个方程式可知，第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用，所以K1＞K2，故答案为：第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用；

（4）. ①.肼在催化剂作用下分解只产生两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则方程式为3N2H4N2 + 4NH3，从方程式可以看出，增大压强，平衡向左移动，N2H4体积分数增大，故p1小于p2；升高温度，平衡体系中肼气体的体积分数降低，则平衡正向移动，说明正方向是吸热反应，故△H＞0 ，故答案为：＜；＞；

②. 肼还可以制备肼—碱性燃料电池，氧化产物为稳定的对环境友好的物质，说明在碱性条件下肼生成了氮气，氮元素的化合价从－2价升高到0价，所以该电池负极的电极反应式为：N2H44e－+4OH－=N2↑+4H2O，故答案为：N2H44e－+4OH－=N2↑+4H2O。