Question

【題目】水合肼（N2H4·H2O）可用作抗氧劑等，工業上常用尿素[CO(NH2)2]和 NaClO溶液反應制備水合肼。

已知：Ⅰ．N2H4·H2O 的結構如圖（…表示氫鍵）。

Ⅱ．N2H4·H2O 沸點 118 ℃，具有強還原性。

（1）將 Cl2 通入過量 NaOH 溶液中制備 NaClO，得到溶液 X，離子方程式是__。

（2）制備水合肼：將溶液 X 滴入尿素水溶液中，控制一定溫度，裝置如圖 a（夾持及控溫裝置已略）。充分反應后，A 中的溶液經蒸餾獲得水合肼粗品后，剩余溶液再進一步處理還可獲得副產品 NaCl 和Na2CO3·10H2O。

①A 中反應的化學方程式是__。

②冷凝管的作用是__。

③若滴加 NaClO 溶液的速度較快時，水合肼的產率會下降，原因是__。

④NaCl 和 Na2CO3 的溶解度曲線如圖 b。由蒸餾后的剩余溶液獲得 NaCl 粗品的操作是__。

（3）水合肼在溶液中可發生類似 NH3·H2O 的電離，呈弱堿性；其分子中與 N 原子相連的 H 原子易發生取代反應。

①水合肼和鹽酸按物質的量之比 1∶1 反應的離子方程式是__。

②碳酰肼（CH6N4O）是目前去除鍋爐水中氧氣的最先進材料，由水合肼與 DEC（ ）發生取代反應制得。碳酰肼的結構簡式是__。

Answer 1

【答案】Cl2 +2OH－=Cl－+ ClO－+H2O NaClO+CO(NH2)2+2NaOH N2H4·H2O+ NaCl+Na2CO3 冷凝回流水合肼 N2H4·H2O被NaClO氧化 加熱至有大量固體析出，趁熱過濾 N2H4·H2O+ H+=N2H5++H2O

【解析】

（1）Cl2與過量 NaOH溶液反應生成NaClO、NaCl和H2O，則得到溶液X的離子方程式為Cl2 +2OH－=Cl－+ ClO－+H2O；

（2）①A 中的反應為堿性條件下，次氯酸鈉與尿素發生氧化還原反應生成水合肼、碳酸鈉和氯化鈉，反應的化學方程式NaClO+CO(NH2)2+2NaOH N2H4·H2O+ NaCl+Na2CO3；

②由題意可知水合肼的沸點低，易揮發，為防止水合肼揮發，造成產率降低，應選用冷凝管冷凝回流，故答案為：冷凝回流水合肼；

③水合肼有強還原性，NaClO具有強氧化性，若滴加 NaClO 溶液的速度較快時，反應生成的水合肼會被次氯酸鈉氧化，導致產率會下降，故答案為：N2H4·H2O被NaClO氧化；

④由溶解度曲線可知，碳酸鈉的溶解度隨溫度變化大，氯化鈉溶解度隨溫度變化小，則獲得 NaCl 粗品的操作是加熱至有大量固體析出，趁熱過濾，防止降溫時碳酸鈉析出，故答案為：加熱至有大量固體析出，趁熱過濾；

（3）①水合肼和鹽酸按物質的量之比 1∶1反應生成N2H5Cl和水，反應的離子方程式N2H4·H2O+ H+=N2H5++H2O；

②一定條件下，水合肼與發生取代反應生成和乙醇，則碳酰肼的結構簡式是，故答案為：。