2.NaN3(疊氮化鈉)是一種易溶于水的白色晶體,微溶于乙醇,不溶于乙醚,常用作汽車安全氣囊中的藥劑.實驗室制取疊氮化鈉的原理、實驗裝置及步驟如下:
實驗步驟如下:
①打開裝置D導管上的旋塞,加熱制取氨氣.
②再加熱裝置A中的金屬鈉,使其熔化并充分反應(yīng)后,再停止加熱D并關(guān)閉旋塞.
③向裝置A中b容器內(nèi)充入加熱介質(zhì)并加熱到210一220℃,然后通入N2O.
④冷卻,向產(chǎn)物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),減壓濃縮、結(jié)晶.
⑤過濾,用乙醚洗滌,晾干.
已知:NaNH2熔點210℃,沸點400℃,在水溶液中易水解.
回答下列問題:
(1)圖中儀器a用不銹鋼材質(zhì)而不用玻璃,其主要原因是反應(yīng)過程可能生成的NaOH能腐蝕玻璃.
(2)裝置B中盛放的藥品為堿石灰;裝置C的主要作用是冷凝分離出水.
(3)步驟①先加熱通氨氣的目的是排盡裝置中的空氣;步驟②氨氣與熔化的鈉反應(yīng)的方程式為2Na+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH2+H2
(4)步驟③b容器充入的介質(zhì)為植物油,進行油浴而不用水浴的主要原因是水的沸點為100℃,不能達到反應(yīng)控制的溫度210一220℃.
(5)N2O可由NH4NO3在240-245℃分解制得,該反應(yīng)的化學方程式為NH4NO3$\frac{\underline{\;240-245℃\;}}{\;}$N2O↑+2H2O↑.
(6)步驟⑤用乙醚洗滌的主要目的是減少晶體的損失,有利于產(chǎn)品快速干燥.
(7)消防時,銷毀NaN3常用NaClO溶液,將其轉(zhuǎn)化為N2,該反應(yīng)過程中得到的還原產(chǎn)物是NaCl.

分析 (1)反應(yīng)過程中會產(chǎn)生NaOH,腐蝕玻璃;
(2)制備的氨氣中含有大量的水,用C冷凝分離出水,B中盛放堿石灰干燥氨氣;
(3)加熱時空氣中的氧氣等能與鈉反應(yīng),用氨氣排盡裝置中的空氣;步驟②制備NaNH2,還生成氫氣;
(4)水的沸點為100℃,不能達到控制的溫度;
(5)N2O可由NH4NO3在240-245℃分解制得,反應(yīng)還生成水,利用待定系數(shù)法結(jié)合原子守恒配平;
(6)NaN3不溶于乙醚,減少晶體的損失,有利于產(chǎn)品快速干燥;
(7)NaN3與NaClO溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2,氯元素被還原生成氯化鈉.

解答 解:(1)反應(yīng)過程中有水生成,會反應(yīng)生成NaOH腐蝕玻璃,
故答案為:反應(yīng)過程可能生成的NaOH能腐蝕玻璃;
(2)制備的氨氣中含有大量的水,用C裝置冷凝分離出水,B中盛放堿石灰干燥氨氣,
故答案為:堿石灰;冷凝分離出水;
(3)用氨氣排盡裝置中的空氣,防止加熱時空氣中的氧氣等能與鈉反應(yīng),步驟②制備NaNH2,還生成氫氣,反應(yīng)方程式為:2Na+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH2+H2,
故答案為:排盡裝置中的空氣;2Na+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH2+H2
(4)水的沸點為100℃,不能達到反應(yīng)控制的溫度210一220℃,故用油浴加熱,
故答案為:水的沸點為100℃,不能達到反應(yīng)控制的溫度210一220℃;
(5)N2O可由NH4NO3在240-245℃分解制得,反應(yīng)還生成水,反應(yīng)方程式為:NH4NO3$\frac{\underline{\;240-245℃\;}}{\;}$N2O↑+2H2O↑,
故答案為:NH4NO3$\frac{\underline{\;240-245℃\;}}{\;}$N2O↑+2H2O↑;
(6)NaN3不溶于乙醚,減少晶體的損失,有利于產(chǎn)品快速干燥,
故答案為:減少晶體的損失,有利于產(chǎn)品快速干燥;
(7)NaN3與NaClO溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2,氯元素被還原生成氯化鈉,
故答案為:NaCl.

點評 本題考查物質(zhì)的制備、對原理與裝置的分析評價、基本操作、信息獲取與遷移運用,是對學生綜合能力的考查,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.下列反應(yīng)中通入的氣體只做氧化劑的是( 。
A.SO2通入H2S溶液中B.Cl2通入NaOH溶液
C.SO2通入KOH溶液中D.H2S通入溴水中

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

5.某學習小組研究銅片和酸反應(yīng)的情況:
(1)在熱水浴中進行3個實驗,部分實驗報告如下表所示
序號實驗操作實驗現(xiàn)象
在稀硫酸中加銅片無明顯變化
在硝酸鈉溶液中加入銅片無明顯變化
在稀硫酸中加入硝酸鈉溶液無明顯變化
再加入銅片有無色氣泡;溶液變藍色
①實驗Ⅰ、Ⅱ的目的是證明Cu不與H+、NO3-單獨反應(yīng).
②實驗Ⅲ中反應(yīng)的本質(zhì)是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O(用離子方程式表示).
(2)甲同學提出:改變反應(yīng)條件,可以實現(xiàn)金屬銅和稀硫酸反應(yīng).
①將銅片放入盛有稀硫酸的燒杯中,不斷向稀硫酸中加入過氧化氫并加熱燒杯,發(fā)現(xiàn)銅片開始溶解,溶液逐漸變藍色,過氧化氫在該實驗中的作用是作氧化劑,將銅氧化為銅離子.
②利用電化學原理實現(xiàn)銅溶于稀硫酸并放出氫氣.請畫出簡易裝置圖(標明電極,電解質(zhì)溶液成分).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.現(xiàn)用濃度為0.1000mol/L的HCl溶液,測定某未知濃度的NaOH溶液:
(1)除錐形瓶外,下列實驗儀器中不需要的是C.
A.滴定管B.鐵架臺C.容量瓶D.滴定管夾
(2)在錐形瓶中放入一定量的NaOH溶液,加入甲基橙或酚酞作為指示劑;當?shù)味ㄟ_到終點后,藍線的凹液面的最低點所對應(yīng)的刻度即為終讀數(shù).
(3)填寫下表中的空白處
實驗次數(shù)V(NaOH)V(HCl)/mLc(NaOH)
ml初讀數(shù)終讀數(shù)體積mol/L
116.000.0016.7016.700.1044
216.750.0017.8517.85
319.550.0020.8020.800.1064
415.000.0016.0016.000.1067
(4)四組數(shù)據(jù)中,誤差較大的是第1組,造成這種結(jié)果的原因可能是B.
A.滴定管未用HCl溶液潤洗
B.搖晃錐形瓶時,有液體濺出
C.滴定前裝HCl的滴定管下端有氣泡,滴定后氣泡消失
D.放入NaOH溶液前,錐形瓶內(nèi)有水
(5)計算NaOH濃度平均值:0.1066mol/L.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeC13•6H2O)的工藝流程如圖1:

請按要求回答下列問題:
(1)需將硫鐵礦粉碎再焙燒的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率.
(2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量,其目的是提高鐵元素的浸出率、抑制Fe3+水解.
(3)氧化劑Y可以是Cl2或H2O2,其各自的優(yōu)點是用氯氣氧化原子利用率高、用H2O2氧化無污染且不引入新雜質(zhì).
(4)尾氣主要含N2、O2、氣體Z和少量的CO2、H2O.取標準狀況下的VL尾氣測定其中氣體Z含量的方案如下:
【方案一】:將尾氣緩慢通過如圖2裝置A中:

①C儀器的名稱是干燥管,該裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣、CO2被B裝置吸收.
②實驗時先通入尾氣,再通入一定量氮氣,通過B裝置的增重來測量氣體Z的體積分數(shù),請寫出該方案合理與否的理由該方案不合理,因為尾氣中的CO2也能被B裝置中的堿石灰吸收,致使所測氣體Z即二氧化硫的體積分數(shù)偏大.
【方案二】:將尾氣緩慢通過如上裝置D中,充分與足量試劑M反應(yīng)后,再滴入過量試劑N,經(jīng)過濾、洗滌、干燥、稱量,得沉淀質(zhì)量為mg.
③若試劑M、N分別是溴水、BaCl2溶液,寫出方案二涉及反應(yīng)的離子方程式:SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+、Ba2++SO42-=BaSO4↓.
寫出氣體Z的體積百分含量的表達式是(用含m、V的代數(shù)式表示)$\frac{2240m}{233V}$%.
④若試劑M、N分別是NaHCO3溶液、BaCl2溶液,所得沉淀的化學式為BaSO3
⑤若試劑M是Ba(NO32溶液,不再滴加試劑N,觀察到D中生成的無色氣體在瓶口處變?yōu)榧t棕色.寫出溶液中反應(yīng)的離子方程式:3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4+2NO↑+4H+

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.氨是最重要的氮肥,是產(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一.德國人哈伯在1905年發(fā)明了合成氨的方法,其合成原理為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,他因此獲得了1918年諾貝爾化學獎.  在密閉容器中,使2mol N2和6mol H2混合發(fā)生下列反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))
(1)當反應(yīng)達到平衡時,N2和H2的轉(zhuǎn)化率比是1:1.
(2)升高平衡體系的溫度(保持體積不變),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小,
密度不變.(填“變大”“變小”或“不變”)
(3)當達到平衡時,充入氬氣,并保持壓強不變,平衡將逆向(填“正向”“逆向”或“不”)移動.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

14.下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng),又是放熱反應(yīng)的是( 。
A.鋁與稀鹽酸的反應(yīng)B.Ba(OH)2•8H2O與NH4Cl的反應(yīng)
C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)D.NaOH與HCl的反應(yīng)

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.氨基甲酸銨(NH2COONH4)是一種白色固體,易分解、易水解,可用做肥料、滅火劑、洗滌劑等.某小組模擬制備氨基甲酸銨的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H<0.(溫度對反應(yīng)的影響比較靈敏)
(1)如用圖1裝置和選用的試劑制取氨氣,其中錯誤的是AC;氨氣的實驗室制法的化學方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O.

(2)制備氨基甲酸銨的裝置如圖2所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不斷攪拌混合,生成的氨基甲酸銨的小晶體懸浮在CCl4中. 當懸浮物較多時,停止制備.(注:CCl4與液體石蠟均為惰性介質(zhì).)
①發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度,提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率(或降低溫度,防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解)
液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡,調(diào)節(jié)NH3與CO2通入比例(或通過觀察氣泡,控制NH3與CO2的反應(yīng)速率);
雙通玻璃管的作用是防止倒吸;
濃硫酸的作用是吸收多余氨氣,防止空氣中水蒸氣進入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解
②從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實驗方法是過濾(填寫操作名稱).
為了得到干燥產(chǎn)品,應(yīng)采取的方法是c(填寫選項序號).
a.常壓加熱烘干         b.高壓加熱烘干         c.減壓40℃以下烘干
(3)制得的氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種.請利用下列試劑,設(shè)計實驗方案,對制得的氨基甲酸銨中的雜質(zhì)進行成分探究.取少量固體樣品于試管中,加入蒸餾水至固體溶解,向試管中加入過量的BaCl2溶液,若溶液不變渾濁,證明固體中不含碳酸銨,否則含有碳酸銨;取試管中的上層清液,滴加澄清石灰水,若變渾濁,證明固體中含有碳酸氫銨,否則不含碳酸氫銨
限選試劑:蒸餾水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀鹽酸.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.如圖,A是制取溴苯的實驗裝置,B、C是改進后的裝置.請仔細分析,對比三個裝置,回答以下問題:

(1)寫出三個裝置中所共同發(fā)生的兩個反應(yīng)的化學方程式:2Fe+3Br2=2FeBr3、+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$+HBr;寫出B盛AgNO3溶液的試管中所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:HBr+AgNO3=AgBr↓+HNO3
(2)裝置A和C均采用了長玻璃導管,其作用是導氣(導出HBr)兼冷凝(冷凝苯和溴蒸氣).
(3)在按裝置B、C裝好儀器及藥品后要使反應(yīng)開始,應(yīng)對裝置B進行的操作是打開分液漏斗蓋子,旋轉(zhuǎn)分液漏斗的活塞,使溴和苯的混合液滴到鐵上; 應(yīng)對裝置C進行的操作是托起軟橡膠袋使鐵粉落入溴和苯組成的混合液中.
(4)B中采用了雙球洗氣管吸收裝置,其作用是吸收隨HBr逸出的苯蒸氣、溴蒸氣,反應(yīng)后雙球洗氣管中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是CCl4由無色變成橙色.
(5)B裝置存在兩個明顯的缺點,使實驗的效果不好或不能正常進行.這兩個缺點是隨HBr逸出的溴蒸氣和苯蒸氣不能回流到反應(yīng)器中,原料利用率低;導管插入AgNO3溶液中而易產(chǎn)生倒吸.

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同步練習冊答案