製備N2H4·H2O（水合肼）和無水Na2SO3主要實驗流程如下：已知：①*氣與燒鹼溶液的反應是放熱反應；②N...

問題詳情：

製備N2H4·H2O（水合肼）和無水Na2SO3主要實驗流程如下：

已知：① *氣與燒鹼溶液的反應是放熱反應；

② N2H4·H2O有強還原*，能與NaClO劇烈反應生成N2。

⑴從流程分析，本流程所用的主要有機原料為_______________（寫名稱）。

⑵步驟Ⅰ製備NaClO溶液時，若温度為41℃，測得產物中除NaClO外還含有NaClO3，且兩者物質的量之比為5∶1，該反應的離子方程式為____________________。

⑶實驗中，為使步驟Ⅰ中反應温度不高於40 ℃，除減緩Cl2的通入速率外，還可採取的措施是_________________。

⑷步驟Ⅱ合成N2H4·H2O（沸點約118 ℃）的裝置如圖。NaClO鹼*溶液與尿素（沸點196.6℃）水溶液在40℃以下反應一段時間後，再迅速升温至110℃繼續反應。

① 使用冷凝管的目的是_________________。

② 滴液漏斗內的試劑是_______；

將滴液漏斗內的液體放入三頸燒瓶內的*作是______________________________；

③ 寫出流程中生成水合肼反應的化學方程式________________________________。 

⑸ 步驟Ⅳ製備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3－、SO32－隨pH的分佈如圖所示）。

① 邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2製備NaHSO3溶液。實驗中確定停止通SO2的pH值為____（取近似整數值，下同）；

②用製得的NaHSO3溶液再製Na2SO3溶液的pH應控制在________。

【回答】

尿素    8Cl2 + 16OH- = 5ClO-+ ClO3- + 10Cl- + 8H2O    *水浴冷卻    通過冷凝迴流，減少水合肼的揮發，提高水合肼的產率    NaClO鹼*溶液    打開滴液漏斗的活塞，旋轉旋塞使漏斗內的液體緩緩流下    NaClO + CO(NH2)2 +2NaOH＝ NaCl + N2H4 ·H2O + Na2CO3    4    10   

【解析】

由實驗流程可知，*氣和*氧化*溶液的反應生成NaClO，為避免生成NaClO3，應控制温度在40℃以下，生成的NaClO與尿素反應生成N2H4•H2O和Na2CO3，可用蒸餾的方法分離出N2H4•H2O，副產品Na2CO3溶液中通入二氧化硫，可製得Na2SO3，結合對應物質的*質以及題給信息分析解答。

【詳解】

⑴根據流程圖，本流程所用的主要有機原料為尿素，故*為尿素；

(2)若温度為41℃，測得產物中除NaClO外還含有NaClO3，且兩者物質的量之比為5∶1，同時還生成NaCl，根據得失電子守恆，ClO-∶ClO3- ∶Cl- 物質的量之比為5∶1∶10，反應的離子方程式為8Cl2 + 16OH- = 5ClO-+ ClO3- + 10Cl- + 8H2O，故*為8Cl2 + 16OH- = 5ClO-+ ClO3- + 10Cl- + 8H2O；

⑶*氣與燒鹼溶液的反應是放熱反應，實驗中，為使步驟Ⅰ中反應温度不高於40 ℃，除減緩Cl2的通入速率外，避免反應過於劇烈，放出大量的熱而導致温度升高，還可以用*水浴冷卻，故*為*水浴冷卻；

(4)①為避免N2H4•H2O的揮發，使用冷凝管，起到冷凝迴流，減少水合肼的揮發，提高水合肼的產率，故*為通過冷凝迴流，減少水合肼的揮發，提高水合肼的產率；

②為了避免N2H4•H2O與 NaClO劇烈反應生成N2，實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO鹼*溶液；將滴液漏斗內的液體放入三頸燒瓶內的*作是打開滴液漏斗的活塞，旋轉旋塞使漏斗內的液體緩緩流下，故*為NaClO鹼*溶液；打開滴液漏斗的活塞，旋轉旋塞使漏斗內的液體緩緩流下；

③ 根據流程圖，NaClO 和CO(NH2)2 在NaOH溶液中反應生成水合肼和碳**，反應的化學方程式為NaClO + CO(NH2)2 +2NaOH＝ NaCl + N2H4 ·H2O + Na2CO3，故*為NaClO + CO(NH2)2 +2NaOH＝ NaCl + N2H4 ·H2O + Na2CO3；

(5)用Na2CO3製備無水Na2SO3，在Na2CO3溶液中通入過量的二氧化硫生成NaHSO3，然後在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。

①由圖像可知，溶液pH約為4時，可完全反應生成NaHSO3，此時可停止通入二氧化硫，故*為4；

②由圖像可知pH約為10時，可完全反應生成Na2SO3，故*為10。

知識點：氧化還原反應

題型：實驗,探究題