Question

9．肼是火箭發(fā)射常用動力材料，某研究性學習小組據(jù)化工生產(chǎn)水合肼的原理，用尿素和NaClO的堿性溶液在實驗室制備水合肼：（NH₂）₂CO+NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₃H₄•H₂O+NaCl
有關水合肼信息如下：無色液體，熔點小于-40℃，沸點：118℃（101kPa）與水、乙醇互溶；有強還原性、強堿性和強腐蝕性，能腐蝕橡膠、皮革、軟木、玻璃等．
制備步驟：
步驟1：制備Cl₂，用制得的Cl₂制NaClO；
（1）用圖1在常溫下，制取Cl₂，寫出生成Cl₂的離子方程式：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）將制得的Cl₂，直接通入圖2制備NaClO；請寫出此操作有哪些不足之處？沒有除去氯氣中混有的HCl，影響產(chǎn)品中NaClO含量；提出你的建議：加一個用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶；
步驟2：將制得的NaClO堿性溶液，于圖3裝置中進行反應制取N₂H₄•H₂O；
（3）a中應裝：NaClO堿性溶液；b中應裝尿素；（填試劑成份）
反應過程中NaClO不能過量的理由：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl；（用相關反應方程式表示）
（4）反應容器b應選用C（填序號）
A．普通玻璃B．石英玻璃C．鐵質(zhì)容器D．陶瓷容器
步驟3：
（5）得到的反應混合物應采用蒸餾方法進行分離；有同學提議直接用圖3裝置進行操作，要達到目的還需補充的儀器有：牛角管、錐形瓶、酒精燈、冷凝管和溫度計．

Answer 1

分析 （1）高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣與水；
（2）氯氣中混有揮發(fā)出的HCl，會影響產(chǎn)品中NaClO含量，用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶除去HCl；
（3）水合肼有強還原性，NaClO具有強氧化性，如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化；NaClO過量會氧化水合肼生成氮氣、氯化鈉水；
（4）由題目信息，水合肼能腐蝕橡膠玻璃等，玻璃塞屬于硅酸鹽，也可以腐蝕陶瓷，應選擇鐵質(zhì)容器；
（5）水合肼為液態(tài)，與水互溶，沸點相差較大，應擦去分餾方法進行分離；需要用冷凝水冷凝蒸出的餾分，需要溫度計控制收集118℃的餾分．

解答 解：（1）高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯化錳、氯化鉀、氯氣與水，反應離子方程式為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案為：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（2）氯氣中混有揮發(fā)出的HCl，與氫氧化鈉反應生成NaCl，會影響產(chǎn)品中NaClO含量，添加一個用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶除去HCl，
故答案為：沒有除去氯氣中混有的HCl，影響產(chǎn)品中NaClO含量；加一個用盛有飽和氯化鈉溶液的洗氣瓶；
（3）水合肼有強還原性，NaClO具有強氧化性，如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化，故分液漏斗中的溶液是NaClO堿性溶液，b中應裝尿素；
NaClO過量會氧化水合肼生成氮氣、氯化鈉水，反應方程式為：N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl，
故答案為：NaClO堿性溶液；尿素；N₂H₄•H₂O+2NaClO=N₂↑+3H₂O+2NaCl；
（4）由題目信息，水合肼能腐蝕橡膠玻璃等，玻璃塞屬于硅酸鹽，也可以腐蝕陶瓷，應選擇鐵質(zhì)容器，
故選：C；
（5）水合肼為液態(tài)，與水互溶，沸點相差較大，應擦去分餾方法進行分離；需要用冷凝水冷凝蒸出的餾分，需要溫度計控制收集118℃的餾分，
故答案為：蒸餾；冷凝管、溫度計．

點評 本題考查物質(zhì)制備實驗，涉及氯氣制備、對裝置與操作的分析評價、物質(zhì)分離提純等，關鍵是對題目信息的理解應用，題目難度中等．