肼是一種應用廣泛的化工原料,又稱聯氨。具有很高的燃燒熱,可用作火箭和燃料電池的燃料。肼是一種強還原劑,易被氧...
問題詳情:
肼是一種應用廣泛的化工原料,又稱聯氨。具有很高的燃燒熱,可用作火箭和燃料電池的燃料。肼是一種強還原劑,易被氧化生成氮氣,可用來去除鍋爐水和熱水加熱系統中的氧,以減少腐蝕。儲存時應與氧化劑,食用化學品分開存放,切忌混儲。工業採用尿素[CO(NH2)2]為原料,與次****-*氧化*溶液反應制得肼。某學習小組的同學設計以下實驗製備肼:
(1)按照圖18*所示的裝置完成實驗一:將生成的氣體通入到盛有____的錐形瓶中,瓶中發生反應的離子方程式是_________________。
(2)按照圖乙所示的裝置進行實驗二: 將實驗一製得的溶液注入____中(填儀器名稱),控制反應溫度,將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中充分反應,這樣*作的理由是_________。加熱蒸餾三頸燒瓶內的溶液,收集108~114℃的餾分。
(3)N2H4(肼)可作制*的原料,也可作火箭的燃料。肼能與*反應,已知N2H6Cl2溶液呈弱**。在水中存在如下反應:
a.N2H62++H2ON2H5++H3O+ 平衡常數為K1
b.N2H5++H2ON2H4+H3O+ 平衡常數為K2
相同溫度下,K1>K2,其主要原因有兩個:
第一: 電荷因素,N2H5+的水解程度小於N2H62+;
第二:________________。
(4)氣態肼在催化劑作用下分解只產生兩種氣體,其中一種氣體能使溼潤的紅*石蕊試紙變藍。在密閉容器中發生上述反應,平衡體系中肼的體積分數與溫度關係如圖19所示:
①p1_____p2(填“<”“>”或“=”,後同),該反應的△H____0。
②肼還可以製備肼—鹼*燃料電池,氧化產物為穩定的對環境友好的物質。該電池負極的電極反應式為______________。
【回答】
【*】 (1). NaOH溶液 (2). Cl2+ 2OH-=ClO-+ Cl-+ H2O (3). 分液漏斗 (4). 如果次***溶液裝在燒瓶中,反應生成的水合肼會被次***氧化 (5). 第一步水解生成的H3O+對第二步水解有抑制作用 (6). < (7). > (8). N2H4−4e-+4OH-=N2↑+4H2O
【解析】(1).根據題中資訊可知,製備肼時,需要次***-*氧化*溶液,所以應將*氣通入*氧化*溶液中,*氣與*氧化*溶液發生反應,生成*化*、次***和水,離子方程式為:Cl2+ 2OH-=ClO-+ Cl-+ H2O,故*為:NaOH溶液;Cl2+ 2OH-=ClO-+ Cl-+ H2O;
(2).根據題中資訊可知,反應生成的水合肼能被次***氧化,所以次***溶液不能裝在燒瓶中,而應裝在分液漏斗中,故*為:分液漏斗;如果次***溶液裝在燒瓶中,反應生成的水合肼會被次***氧化;
(3).根據兩個方程式可知,第一步水解生成的H3O+對第二步水解有抑制作用,所以K1>K2,故*為:第一步水解生成的H3O+對第二步水解有抑制作用;
(4). ①.肼在催化劑作用下分解只產生兩種氣體,其中一種氣體能使溼潤的紅*石蕊試紙變藍,則方程式為3N2H4N2 + 4NH3,從方程式可以看出,增大壓強,平衡向左移動,N2H4體積分數增大,故p1小於p2;升高溫度,平衡體系中肼氣體的體積分數降低,則平衡正向移動,說明正方向是吸熱反應,故△H>0 ,故*為:<;>;
②. 肼還可以製備肼—鹼*燃料電池,氧化產物為穩定的對環境友好的物質,說明在鹼*條件下肼生成了氮氣,氮元素的化合價從-2價升高到0價,所以該電池負極的電極反應式為:N2H4−4e-+4OH-=N2↑+4H2O,故*為:N2H4−4e-+4OH-=N2↑+4H2O。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:實驗,探究題
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