叠氮酸钠 (NaN 3 ) 是重要的化工原料。以甲醇、亚硝酸钠等为原料制备 NaN 3 流程如下:
已知水合肼 (NH 4 ·H 2 O) 不稳定,具有强还原性。下列描述错误的是
A . 反应 ①和反应③中浓硫酸作用不同
B . 反应 ②的化学方程式:
C . 步骤 ③分离出的 CH 3 OH 可导入 ①中循环利用
D . 反应 ④制备水合肼时应将氨水逐滴滴入 NaClO 溶液中
D
【分析】
由题给流程可知,向甲醇、亚硝酸钠的混合物中加入浓硫酸,浓硫酸先与亚硝酸钠反应生成亚硝酸,在浓硫酸做催化剂和脱水剂的作用下,甲醇与亚硝酸发生酯化反应生成亚硝酸甲酯;氨水和次氯酸钠溶液混合发生氧化还原反应得到水合肼,在氢氧化钠溶液中,亚硝酸甲酯与水合肼发生氧化还原反应生成叠氮酸钠、甲醇和水,在蒸汽加热的条件下,向反应后的溶液中加入浓硫酸,浓硫酸与叠氮酸钠反应制得叠氮酸,叠氮酸与氢氧化钠溶液反应制得产品叠氮酸钠。
【详解】
A .由分析可知,反应 ① 中浓硫酸起酸、催化剂和脱水剂的作用,反应 ③ 中浓硫酸只起酸的作用,作用不同,故 A 正确;
B .由分析可知,反应 ② 为在氢氧化钠溶液中,亚硝酸甲酯与水合肼发生氧化还原反应生成叠氮酸钠、甲醇和水,反应的化学方程式为 ,故 B 正确;
C .由分析可知,反应 ① 中甲醇做反应物,则步骤 ③ 分离出的 甲醇可导入 ① 中循环利用,故 C 正确;
D .水合肼具有强还原性,若反应 ④ 制备水合肼时应将氨水逐滴滴入具有强氧化性的次氯酸钠溶液中,水合肼会与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应,而无法制得水合肼,故 D 错误;
故选 D 。
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
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