2021年10月16日神舟十三號(hào)載人飛船發(fā)射成功,肼是一種良好的火箭燃料,分子式N2H4,為無(wú)色油狀液體,與水按任意比例互溶形成穩(wěn)定的水合肼N2H4?H2O,沸點(diǎn)118℃,有強(qiáng)還原性。實(shí)驗(yàn)室先制備次氯酸鈉,再與尿素[CO(NH2)2]反應(yīng)制備水合肼,進(jìn)一步脫水制得肼,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(部分裝置省略)。已知:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4?H2O+NaCl。
(1)裝置C中制備N(xiāo)aClO,反應(yīng)過(guò)程中溫度升高易產(chǎn)生副產(chǎn)物NaClO3,為提高NaClO產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是
冰水浴
冰水浴
(寫(xiě)一條即可),該副反應(yīng)的離子方程式為 。反應(yīng)完后關(guān)閉K1,裝置B的作用是儲(chǔ)存多余的Cl2,可用的試劑是 飽和氯化鈉溶液
飽和氯化鈉溶液
。
(2)將裝置C中制備的溶液轉(zhuǎn)移到裝置D的 分液漏斗
分液漏斗
(填儀器名稱(chēng))中,并緩緩滴入,原因是 若加入較快,反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化,導(dǎo)致產(chǎn)率降低
若加入較快,反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化,導(dǎo)致產(chǎn)率降低
。
(3)裝置D蒸餾獲得水合肼粗品后,剩余溶液再進(jìn)-步處理還可獲得副產(chǎn)品NaCl和Na2CO3?10H2O,獲得NaCl粗品的操作是 加熱至有大量固體析出;趁熱過(guò)濾
加熱至有大量固體析出;趁熱過(guò)濾
。(NaCl和Na2CO3的溶解度曲線(xiàn)如圖)。
(4)稱(chēng)取5.0g水合肼樣品,加水配成500mL溶液,從中取出10.00mL溶液于錐形瓶中,滴入幾滴淀粉溶液,用0.200mol/L的I2溶液進(jìn)行滴定,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 最后一滴碘溶液加入,溶液變成藍(lán)色,且半分鐘不褪色
最后一滴碘溶液加入,溶液變成藍(lán)色,且半分鐘不褪色
,測(cè)得消耗I2溶液的體積為17.50mL,則樣品中水合肼(N2H4?H2O)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 87.5%
87.5%
(保留3位有效數(shù)字)。(已知:N2H4?H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)
(5)脫水制得的液態(tài)肼,在加熱條件下可與新制的Cu(OH)2制備納米級(jí)Cu2O,并產(chǎn)生無(wú)污染氣體,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:N
2H
4+4Cu(OH)
22Cu
2O+N
2↑+6H
2O
N
2H
4+4Cu(OH)
22Cu
2O+N
2↑+6H
2O
。