Question

2．疊氮化鈉（NaN₃）倍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(jīng)撞擊后，30毫秒內(nèi)引發(fā)NaN₃迅速分解為Na、N₂，反應方程式為：2NaN₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂↑．．
【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2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+X，X氣體的化學式NH₃．
【Na₂CO₃質(zhì)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(zhì)量分數(shù)設(shè)計如圖1裝置．
（已知H₂SO₄溶液與NaN₃，反應不生成氣體．與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體）．
提示：堿石灰是NaOH和CaO固體，能吸水和二氧化碳氣體，氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸和水．

（3）裝置A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣．設(shè)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(guān)閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞；
④再打開彈簧夾，鼓入空氣；此次鼓入空氣的作用是將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．
⑤再次稱量裝置C．計算碳酸鈉含量至少需要測定3（填數(shù)字）個數(shù)據(jù)．如不用裝置C后的球型干燥管裝置，則得到的碳酸鈉的含量偏大（填“偏小”、“偏大”或“無影響”）．
【NaN₃純度測定】
精確稱量0.140gNaN₃樣品，設(shè)計如圖2裝置，測定其純度．已知2NaN₃→3N₂（NaN₃中的N全部轉(zhuǎn)化為N₂，其他產(chǎn)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，兩邊高度差不變（填“變大”、“變小”或“不變”），說明氣密性良好．
（5）若一定條件下氮氣的密度為1.2g/L，現(xiàn)測得量器管中氣體體積相同條件下為70ml，則NaN₃純度為92.86%（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)信息判斷反應物、生成物、反應條件，然后寫出方程式．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的實質(zhì)來判斷X的化學式．
（3）根據(jù)堿石灰的成分和用途來完成第一空的解答即可，而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，根據(jù)氫氧化鈉溶液可以和二氧化碳反應的性質(zhì)來完成⑤解答．
（4）根據(jù)出現(xiàn)液面差后，如裝置嚴密，裝置內(nèi)的氣壓不變的情況回答．
（5）先根據(jù)體積和密謀計算氮氣的體積，再利用關(guān)系式2NaN₃→3N₂計算NaN₃樣品的純度．

解答 解：（1）汽車經(jīng)撞擊后，30毫秒內(nèi)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$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂↑．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后原子的種類和數(shù)目不變，可確定氣體X的化學式為：NH₃．
（3）堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳氣體，所以A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；④再打開彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置，計算碳酸鈉含量，要知道樣品的質(zhì)量、反應前后C裝置的質(zhì)量，共3個數(shù)據(jù)；裝置C后的球型干燥管可阻止外界的二氧化碳進入C中，如不用裝置C后的球型干燥管裝置，則得到的碳酸鈉的含量偏大．
（4）連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，如裝置嚴密，裝置內(nèi)氣壓不變，兩邊高度差不變．
（5）生成氮氣的質(zhì)量為70mL÷1000mL/L×1.2g/L=0.084g．
設(shè)NaN₃樣品的純度X
2NaN₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂↑．
130             84
X•0.140g     0.084g
$\frac{130}{X•0.140g}$=$\frac{84}{0.084g}$
  解得：X=92.86%
答：NaN₃樣品的純度92.86%．
故答案為：（1）2NaN₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂↑．
（2）NH₃．
（3）吸收空氣中的水分和二氧化碳氣體；將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置；3；偏大．
（4）不變．
（5）92.86%．

點評 綜合實驗涉及知識面廣，對學生思維能力要求高，既考查知識的識記、理解、遷移、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，符合素質(zhì)教育培養(yǎng)學生能力的要求，是中考方向，對這類題目要重點訓練．