問題詳情:
*化*用作*狀腺腫瘤防治劑、祛痰劑和利尿劑等. 實驗室用NaOH、單質*和水合肼(N2H4·H2O)爲原料可製備*化*。資料顯示:水合肼有還原*,能消除水中溶解的氧氣;NaIO3是一種氧化劑。
回答下列問題:
(1)水合肼的製備有關反應原理爲: NaClO+2NH3 = N2H4·H2O+NaCl
①用下圖裝置製取水合肼,其連接順序爲_________________(按氣流方向,用小寫字母表示).
②開始實驗時,先向氧化鈣中滴加濃氨水,一段時間後再向B的三口燒瓶中滴加 NaClO溶液,滴加 NaClO溶液時不能過快的理由__________________________________。
(2)*化*的製備
i.向三口燒瓶中加入8.4gNaOH及30mL水,攪拌、冷卻,加入25.4g*單質,開動磁力攪拌器,保持60~70℃至反應充分;
ii.繼續加入稍過量的N2H4·H2O(水合肼),還原NaIO和NaIO3,得NaI溶液粗品,同時釋放一種空氣中的氣體;
iii.向上述反應液中加入1.0g活*炭,煮沸半小時,然後將溶液與活*炭分離;
iv.將步驟iii分離出的溶液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、乾燥,得產品24.0g。
③步驟i反應完全的現象是______________________。
④步驟ii中參與反應的離子方程式爲________________________________________。
⑤步驟iii “將溶液與活*炭分離”的方法是______________________。
⑥本次實驗產率爲_________,實驗發現,水合肼實際用量比理論值偏高,可能的原因是_____________。
⑦某同學檢驗產品NaI中是否混有NaIO3雜質。取少量固體樣品於試管中,加水溶解,滴加少量澱粉液後再滴加適量稀硫*,片刻後溶液變藍,得出NaI中含有NaIO3雜質;請評價該實驗結論的合理*:_________(填寫“合理”或“不合理”),_________(若認爲合理寫出離子方程式,若認爲不合理說明理由).
【回答】
f a b c d e(ab順序可互換) 過快滴加NaClO溶液,過量的NaClO溶液氧化水合肼,降低產率 無固體殘留且溶液呈無*(答出溶液呈無*即給分) 2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O 趁熱過濾或過濾 80% 水合胼能與水中的溶解氧反應 不合理 可能是I- 在**環境中被O2氧化成I2而使澱粉變藍
【分析】
(1)水合肼的製備原理爲:NaClO+2NH3═N2H4·H2O+NaCl,利用裝置D製備氨氣,裝置A爲安全瓶,防止溶液倒吸,氣體通入裝置B滴入次***溶液發生反應生成水合肼,剩餘氨氣需要用裝置C吸收;(2)加入*氧化*,*和*氧化*發生反應:I2+2NaOH=NaI+NaIO+H2O 、3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O,加入水合肼得到氮氣與NaI,得到的NaI溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶可得到NaI;⑥根據*守恆計算得到理論生成的NaI,再計算產率可得;⑦NaIO3能夠氧化*化鉀,空氣中氧氣也能夠氧化*離子生成*單質。據此分析解答。
【詳解】
(1)①水合肼的製備原理爲:NaClO+2NH3═N2H4·H2O+NaCl,利用裝置D製備氨氣,透過裝置A安全瓶,防止溶液倒吸,氣體通入裝置B滴入次***溶液發生反應生成水合肼,剩餘氨氣需要用裝置C吸收,倒扣在水面的漏斗可以防止倒吸,按氣流方向其連接順序爲:fabcde,故*爲fabcde;
②開始實驗時,先向氧化鈣中滴加濃氨水,生成氨氣一段時間後再向B的三口燒瓶中滴加 NaClO溶液反應生成水合肼,水合肼有還原*,滴加NaClO溶液時不能過快的理由:過快滴加NaClO溶液,過量的NaClO溶液氧化水和肼,降低產率,故*爲過快滴加NaClO溶液,過量的NaClO溶液氧化水合肼,降低產率;
(2)③步驟i中*單質生成NaI、NaIO、NaIO3,反應完全時現象爲無固體殘留且溶液接近無*,故*爲無固體殘留且溶液接近無*;
④步驟ii中N2H4·H2O還原NaIO3的化學方程式爲:3N2H4·H2O+2NaIO3=2NaI+3N2↑+9H2O,離子方程式爲:3N2H4·H2O+2=2I-+3N2↑+9H2O,故*爲3N2H4·H2O+2=2I-+3N2↑+9H2O;
⑤活*炭具有吸附*,能脫*,透過趁熱過濾將活*炭與*化*溶液分離,故*爲趁熱過濾;
⑥8.2gNaOH與25.4g單質*反應,*氧化*過量,*單質反應完全,根據整個實驗過程和*守恆,理論上生產得到的NaI的質量爲=30g,實驗產率爲×100%=80%;實驗發現,水合肼實際用量比理論值偏高是因爲水合肼能與水中的溶解氧反應,故*爲80%;水合肼能與水中的溶解氧反應;
⑦取少量固體樣品於試管中,加水溶解,滴加少量澱粉液後再滴加適量稀硫*,片刻後溶液變藍,說明生成*單質,可能是NaIO3氧化*化鉀反應生成,也可能是空氣中氧氣氧化*離子生成*單質,不能得出NaI中含有NaIO3雜質,故*爲不合理;可能是I-在**環境中被氧氣氧化成I2而使澱粉變藍。
【點睛】
本題考查了物質製備方案設計,主要考查了化學方程式的書寫、實驗方案評價、氧化還原反應、產率計算等。本題的難點爲⑥,要注意用守恆法解題。
知識點:氨 銨鹽
題型:實驗,探究題