Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3）被廣泛應用于汽車安全氣囊，某興趣小組對其進行下列研究．

【應用研究】：(1)汽車經撞擊后，30毫秒內引發(fā)NaN3，迅速分解為Na、N2，反應方程式為____。

【制備研究】：(2)將金屬鈉與液態(tài)氨反應得NaNH2，再將NaNH2與N2O反應可生成NaN3、NaOH和氣體X，該反應的化學方程式為2NaNH3＋N2O = NaN3＋NaOH＋X,實驗室檢驗X氣體使用的試紙是濕潤的________。

【Na2CO3質量分數(shù)測定】：工業(yè)級NaN3中常含有少量的Na2CO3，為測定樣品中Na2CO3的質量分數(shù)設計如圖，裝置（已知H2SO4溶液與NaN3,反應不生成氣體）。

(3)裝置A的作用是________。

設計的實驗步驟為：

①精確稱量樣品，檢查裝置氣密性；

②打開彈簧夾，鼓入空氣，稱量裝置C；

③關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞；

④再打開彈簧夾，________；

⑤再次稱量裝置C。

計算碳酸鈉含量至少需要測定________（填數(shù)字）個數(shù)據(jù)。根據(jù)制備反應，分析工業(yè)級NaN3中含有Na2CO3的可能原因________。

【NaN3純度測定】

精確稱量0.140 g NaN3樣品，設計如圖裝置，測定其純度。已知2 NaN33N2 (NaN3中的N全部轉化為N2，其他產物略），反應中放出大量的熱。

(4)檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，兩邊高度差________（填“變大”、“變小”或“不變”），說明氣密性良好。

(5)使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸的操作是________。

(6)使用冷水冷凝的目的是________。反應前應將液面調節(jié)到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，反應后讀數(shù)時，還需要進行的操作是________。

(7)常溫下測得量氣管讀數(shù)為67.2 mL(N2的密度為（1.25 g/L)，則實驗中選用的量氣管規(guī)格合適的是________（填字母序號）。

A. 100 mL B. 1 L C. 2 L

(8)計算NaN3樣品的純度（寫出計算過程）。_________________

Answer 1

【答案】 2NaN3 2Na+3N2↑ 無色酚酞試紙或紅色石蕊試紙 除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣 鼓入空氣 3 制備過程中未除凈的氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成的 不變 使錐形瓶傾斜 除去生成的氣體中的水蒸氣 調節(jié)量氣管，使兩側的液面保持水平 A 92.86%（氮氣質量、疊氮化鈉質量、疊氮化鈉質量分數(shù)各1分）

【解析】（1）汽車經撞擊后，30毫秒內引發(fā)NaN3迅速分解為Na、N2，即反應物是NaN3，生成物是Na、N2，條件是撞擊，所以反應方程式為 2NaN3 2Na+3N2↑．（2）根據(jù)質量守恒定律，反應前后原子的種類和數(shù)目不變，可確定氣體X的化學式為：NH3．（3）堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳氣體，所以A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；④再打開彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．為測定碳酸鈉的含量只是要稱量樣品的質量和氫氧化鈉吸收二氧化碳前后的質量，（4）制備工業(yè)級NaN3時同時生成氫氧化鈉，它能和空氣中的二氧化碳反應生成Na2CO3．

連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，如裝置嚴密，裝置內氣壓不變，兩邊高度差不變．(5)使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸的操作是使錐形瓶傾斜(6）使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣 。反應前應將液面調節(jié)到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，氣體的體積受壓強影響；反應后讀數(shù)時，還需要進行的操作是調節(jié)量氣管，使兩側的液面保持水平，液面上壓強相同。（7）常溫下測得量量取體積時，量筒的量程要和所測體積相近，且只能一次量出，所以選100mL的量筒．

（8）生成氮氣的質量為67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g．

設NaN3樣品的純度X

2NaN32Na+3N2↑．

130 84

X×0.140g 0.084g

130/ X×0.140g=84/ 0.084g

解得：X=92.86%

答：NaN3樣品的純度92.86%