Question

20．疊氮化鈉 （NaN₃） 常作為汽車安全氣囊的藥劑，其固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚．
（1）實(shí)驗(yàn)室制取疊氮化鈉的原理、裝置及主要步驟如下．
ⅰ.2Na+NH₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH₂+H₂ⅱ．
NaNH₂+N₂O $\frac{\underline{\;210-220℃\;}}{\;}$NaN₃+H₂O，
①組裝儀器檢查裝置氣密性后，裝入藥品．裝置C中盛放的藥品是堿石灰．
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)先點(diǎn)燃A（填“A”或“D”）的酒精燈，理由是先產(chǎn)生NH₃，將裝置內(nèi)空氣驅(qū)趕除去，防止產(chǎn)品不純．
③在反應(yīng)ⅰ充分進(jìn)行后，通入N₂O氣體，加熱．此時(shí)采用油浴而不用水浴的主要原因是水浴溫度達(dá)不到反應(yīng)所需的溫度210℃-220℃．
（2）裝置D反應(yīng)完全結(jié)束后，取出混合物進(jìn)行以下操作，得到NaN₃固體：
D中混合物$→_{Ⅰ}^{加水}$$→_{Ⅱ}^{加乙醇}$$→_{Ⅲ}^{過(guò)濾}$$→_{Ⅳ}^{洗滌}$$→_{Ⅴ}^{干燥}$NaN₃
已知：NaNH₂能與水反應(yīng)生成NaOH和氨氣．
操作ⅱ的目的是降低NaN₃的溶解量或溶解度或促使NaN₃析出；操作ⅳ最好選用的試劑是乙醚．
（3）實(shí)驗(yàn)室用滴定法測(cè)定疊氮化鈉樣品中NaN₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．測(cè)定過(guò)程反應(yīng)方程式為
2（NH₄）₂Ce（NO₃）₆+2NaN₃=4NH₄NO₃+2Ce（NO₃）₃+2NaNO₃+3N₂↑．Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺
首先將2.50g試樣配成250mL溶液，取25.00mL溶液置于錐形瓶中，加入50.00mL 0.1000mol•L^-1（NH₄）₂Ce（NO₃）₆，充分反應(yīng)后，將溶液稍稀釋，向溶液中加入5mL濃硫酸，滴入2滴鄰菲噦啉指示液，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的Ce⁴⁺，消耗溶液體積為24.00mL．
①則試樣中含NaN₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.8%．
②為了提高該實(shí)驗(yàn)的精確度，該實(shí)驗(yàn)需要補(bǔ)充平行實(shí)驗(yàn)．
（4）消防時(shí)，銷毀NaN₃常用NaClO溶液，該反應(yīng)過(guò)程中只有N₂一種氣體生成，寫出反應(yīng)方程式2NaN₃+NaClO+H₂O=NaCl+3N₂↑+2NaOH．

Answer 1

分析 （1）①氨氣選擇堿石灰干燥；
②先點(diǎn)燃A產(chǎn)生氨氣將裝置內(nèi)空氣驅(qū)趕除去，防止產(chǎn)品不純；
③從反應(yīng)溫度來(lái)選擇加熱方式；
（2）根據(jù)疊氮化鈉 （NaN₃）固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，可知乙醇可降低NaN₃的溶解度促使NaN₃析出，乙醚洗滌疊氮化鈉可減少疊氮化鈉的損失；
（3）①計(jì)算n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]，n[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]，結(jié)合滴定過(guò)程，疊氮化鈉和六硝酸鈰銨反應(yīng)，剩余的六硝酸鈰銨，加入濃硫酸，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定過(guò)量的Ce⁴⁺，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算；
②為了提高該實(shí)驗(yàn)的精確度，氧化還原反應(yīng)滴定實(shí)驗(yàn)一般要用平行實(shí)驗(yàn)，求平均值；
（4）根據(jù)氮元素化合價(jià)升高，氯元素化合價(jià)降低寫出方程式．

解答 解：（1）①A中產(chǎn)生的氨氣混有水蒸氣，干燥氨氣選擇堿石灰，則在C中盛放的藥品是堿石灰，
故答案為：堿石灰；
②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先點(diǎn)燃A產(chǎn)生氨氣將裝置內(nèi)空氣驅(qū)趕除去，防止產(chǎn)品不純，
故答案為：A；先產(chǎn)生NH₃，將裝置內(nèi)空氣驅(qū)趕除去，防止產(chǎn)品不純；
③NaNH₂+N₂O $\frac{\underline{\;210℃-220℃\;}}{\;}$NaN₃+H₂O，水浴溫度達(dá)不到反應(yīng)所需的溫度210℃-220℃，
故答案為：水浴溫度達(dá)不到反應(yīng)所需的溫度210℃-220℃；
（2）D中混合物加水后，根據(jù)疊氮化鈉 （NaN₃）固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，NaN₃溶解在水中，NaNH₂與水反應(yīng)生成NaOH和氨氣，可知操作Ⅱ加乙醇可降低NaN₃的溶解度促使NaN₃析出；乙醚洗滌疊氮化鈉可減少疊氮化鈉的損失，
故答案為：降低NaN₃的溶解量或溶解度或促使NaN₃析出；乙醚；
（3）①計(jì)算n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]，n[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]，結(jié)合滴定過(guò)程，疊氮化鈉和六硝酸鈰銨反應(yīng)，剩余的六硝酸鈰銨，加入濃硫酸，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定過(guò)量的Ce⁴⁺，結(jié)合化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算：
n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]=0.1000mol•L^-1×50.00×10^-3L=5.000×10^-3mol，
n[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]=0.0500mol•L^-1×24.00×10^-3L=1.200×10^-3mol，
與NaN₃反應(yīng)的n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]=5.000×10^-3mol-1.200×10^-3mol=3.800×10^-3mol，
ω=$\frac{3.800×1{0}^{-3}mol×65g/mol}{2.50g×\frac{25.00mL}{250mL}}$×100%=98.8%，
故答案為：98.8%；
②為了提高該實(shí)驗(yàn)的精確度，氧化還原反應(yīng)滴定實(shí)驗(yàn)一般要用平行實(shí)驗(yàn)，求平均值，
故答案為：平行實(shí)驗(yàn)；
（4）根據(jù)氮元素化合價(jià)高，氯元素化合價(jià)降低且只有N₂一種氣體生成，則氯只能從+1降到-1價(jià)，其他元素化合價(jià)不變，水參加反應(yīng)，生成氯化鈉、氮?dú)狻�氫氧化鈉，
則反應(yīng)方程式為：2NaN₃+NaClO+H₂O=NaCl+3N₂↑+2NaOH，
故答案為：2NaN₃+NaClO+H₂O=NaCl+3N₂↑+2NaOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究和定量測(cè)定方法，過(guò)程分析判斷，主要是試劑反應(yīng)過(guò)程的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．