硫酸肼(N
2H
4?H
2SO
4)又名硫酸聯(lián)氨,在醫(yī)藥、染料、農(nóng)業(yè)上用途廣泛。
已知:
①Cl
2與NaOH溶液的反應(yīng)為放熱反應(yīng),Cl
2與熱的NaOH溶液反應(yīng)會(huì)生成NaClO
3。
②利用尿素法生產(chǎn)水合肼的原理:CO(NH
2)
2+2NaOH+NaClO═N
2H
4?H
2O+Na
2CO
3+NaCl。
③硫酸肼的制備原理:N
2H
4?H
2O+H
2SO
4═N
2H
4?H
2SO
4+H
2O。
回答下列問題:
Ⅰ.制備NaClO溶液
實(shí)驗(yàn)制備裝置如圖所示:
(1)欲配制220mL6mol/L的鹽酸,則需要密度為1.2g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸體積為
125
125
mL,此過程所需玻璃儀器有:量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和
250mL容量瓶
250mL容量瓶
。
(2)如圖1所示,裝置C試管內(nèi)發(fā)生主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
。
Ⅱ.如圖2所示,圖是尿素法生產(chǎn)水合肼的裝置
(3)把I制得的NaClO溶液注入到圖乙裝置的分液漏斗中,三頸燒瓶?jī)?nèi)裝入一定量的尿素和NaOH溶液,應(yīng)采用
冷(冰)水浴
冷(冰)水浴
的方式降溫,并控制低溫(低于20℃)進(jìn)行反應(yīng)。
溫度高時(shí)水合肼會(huì)被氧化成無色無味的氣體,該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g?L
-1,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
N2H4?H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl
N2H4?H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl
。反應(yīng)結(jié)束后,收集108~1149℃餾分。
(4)測(cè)定餾分中水合肼的含量。稱取餾分5.0g,加入適量NaHCO
3固體(調(diào)節(jié)溶液的pH保持在6.5左右),加水配成250mL溶液,移取25.00mL置于錐形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用0.30mol?L
-1的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(已知:N
2H
4?H
2O+2I
2═N
2↑+4HI+H
2O)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗I
2溶液體積的平均值為20.00mL,則餾分中水合肼(N
2H
4?H
2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
30%
30%
。(保留兩位有效數(shù)字)
Ⅲ.硫酸肼的性質(zhì)、制備
已知:硫酸肼(又可以表示為:N
2H
6SO
4)是一種重要的化工原料,硫酸肼屬于離子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理與(NH
4)
2SO
4類似。
(5)將水合肼轉(zhuǎn)移到燒杯中,滴加一定量濃硫酸,控制溫度,得硫酸肼沉淀。洗滌硫酸肼時(shí)用無水乙醇而不用水洗滌的原因是
乙醇洗滌可降低硫酸肼的溶解,且乙醇易揮發(fā)可快速得到干燥固體
乙醇洗滌可降低硫酸肼的溶解,且乙醇易揮發(fā)可快速得到干燥固體
。
(6)①寫出硫酸肼第二步水解反應(yīng)的離子方程式:
[N2H5?H2O]++H2O?[N2H4?2H2O]+H+或N2H5+?N2H4+H+
[N2H5?H2O]++H2O?[N2H4?2H2O]+H+或N2H5+?N2H4+H+
。
②硫酸肼水溶液中離子濃度關(guān)系表達(dá)正確的是
AD
AD
(填英文字母)。
A.c(SO
42-)=c(N
2H
62+)+c(N
2H
5+)+c(N
2H
4?H
2O)
B.c(SO
42-)>c([N
2H
5?H
2O]
+)>c(H
+)>c(OH
-)
C.2c(N
2H
62+)+c([N
2H
5?H
2O]
+)=c(H
+)+c(OH
-)
D.c(SO
42-)>c(N
2H
62+)>c(H
+)>c(OH
-)