Question

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

[應(yīng)用研究]

(1)汽車經(jīng)撞擊后，30亳秒內(nèi)引發(fā)NaN3，迅速分解為Na、N2，反應(yīng)方程式為______；

[制備研究]

(2)將金屬鈉與液態(tài)氨反應(yīng)得NaNH2，再將NaNH2與N2O反應(yīng)可生成NaN3、NaOH和氣體X,該反應(yīng)的化學(xué)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______

[Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?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?jǐn)?shù)設(shè)計如圖1裝置(已知H2SO4溶液與NaN3，反應(yīng)不生成氣體)。

(3)裝置A的作用是______。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反應(yīng)結(jié)束，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_______個數(shù)據(jù)。根據(jù)制備反應(yīng)，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0.140gNaN3樣品，設(shè)計如圖2裝置，測定其純度，已知2NaN3→3N2(NaNz中的N全部轉(zhuǎn)化為N2，其他產(chǎn)物略)，反應(yīng)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(zhǔn)瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標(biāo)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(yīng)前應(yīng)將液面調(diào)節(jié)到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，反應(yīng)后讀數(shù)時，先需要進行的操作是_______；

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

A 100mL

B 1L

C 2L

(8)計算NaN3樣品的純度為____。

Answer 1

【答案】 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(yīng)生成Na2CO3 不變 使錐形瓶傾斜 除去生成的氣體中的水蒸氣 調(diào)節(jié)量氣管，使兩側(cè)的液面保持水平 A 92.86%

【解析】

[應(yīng)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，即反應(yīng)物是NaN3，生成物是Na、N2，條件是撞擊，所以反應(yīng)方程式為：；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，可確定氣體X為氨氣，氨水呈堿性，檢驗時用無色酚酞試紙或紅色石蕊試紙。

（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?xì)怏w，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(yīng)前后C裝置的質(zhì)量，共3個數(shù)據(jù)；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(yīng)生成Na2CO3。

（4）連接好裝置，從水準(zhǔn)瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標(biāo)記，一段時間后，如裝置嚴(yán)密，裝置內(nèi)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，讓小試管中的藥品流出來。

（6）反應(yīng)可能產(chǎn)生水蒸氣，使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣；為了排除兩側(cè)液面不水平，液柱形成的壓強對氣體體積大小有影響，反應(yīng)后讀數(shù)時，還需要進行的操作是調(diào)節(jié)量氣管使，兩側(cè)的液面保持水平。

（7）量取體積時，量氣筒的量程要和所測體積相近，且只能一次量出，所以選100mL的量氣筒，故選：A。

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

設(shè)NaN3樣品的純度X

X=92.86%

NaN3樣品的純度92.86%。