Question

2．疊氮化鈉（NaN₃）倍廣泛應(yīng)用于汽車(chē)安全氣囊，某興趣小組對(duì)其進(jìn)行下列研究：
【應(yīng)用研究】
（1）汽車(chē)經(jīng)撞擊后，30毫秒內(nèi)引發(fā)NaN₃迅速分解為Na、N₂，反應(yīng)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(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2NaNH₂+N₂O═NaN₃+NaOH+X，X氣體的化學(xué)式NH₃．
【Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定】
工業(yè)級(jí)NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，為測(cè)定樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)計(jì)如圖1裝置．
（已知H₂SO₄溶液與NaN₃，反應(yīng)不生成氣體．與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w）．
提示：堿石灰是NaOH和CaO固體，能吸水和二氧化碳?xì)怏w，氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)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(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟為：
①精確稱(chēng)量樣品，檢查裝置氣密性；
②打開(kāi)彈簧夾，鼓入空氣，稱(chēng)量裝置C；
③關(guān)閉彈簧夾，打開(kāi)分液漏斗活塞；
④再打開(kāi)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(chēng)量裝置C．計(jì)算碳酸鈉含量至少需要測(cè)定3（填數(shù)字）個(gè)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(wú)影響”）．
【NaN₃純度測(cè)定】
精確稱(chēng)量0.140gNaN₃樣品，設(shè)計(jì)如圖2裝置，測(cè)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(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(shí)間后，兩邊高度差不變（填“變大”、“變小”或“不變”），說(shuō)明氣密性良好．
（5）若一定條件下氮?dú)獾拿芏葹?.2g/L，現(xiàn)測(cè)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(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，然后寫(xiě)出方程式．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì)來(lái)判斷X的化學(xué)式．
（3）根據(jù)堿石灰的成分和用途來(lái)完成第一空的解答即可，而④再打開(kāi)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(yīng)的性質(zhì)來(lái)完成⑤解答．
（4）根據(jù)出現(xiàn)液面差后，如裝置嚴(yán)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(jì)算氮?dú)獾捏w積，再利用關(guān)系式2NaN₃→3N₂計(jì)算NaN₃樣品的純度．

解答 解：（1）汽車(chē)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 2NaN₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$2Na+3N₂↑．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不變，可確定氣體X的化學(xué)式為：NH₃．
（3）堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳?xì)怏w，所以A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；④再打開(kāi)彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置，計(jì)算碳酸鈉含量，要知道樣品的質(zhì)量、反應(yīng)前后C裝置的質(zhì)量，共3個(gè)數(shù)據(jù)；裝置C后的球型干燥管可阻止外界的二氧化碳進(jìn)入C中，如不用裝置C后的球型干燥管裝置，則得到的碳酸鈉的含量偏大．
（4）連接好裝置，從水準(zhǔn)瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標(biāo)記，一段時(shí)間后，如裝置嚴(yán)密，裝置內(nèi)氣壓不變，兩邊高度差不變．
（5）生成氮?dú)獾馁|(zhì)量為70mL÷1000mL/L×1.2g/L=0.084g．
設(shè)NaN₃樣品的純度X
2NaN₃$\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?xì)怏w；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(diǎn)評(píng) 綜合實(shí)驗(yàn)涉及知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生思維能力要求高，既考查知識(shí)的識(shí)記、理解、遷移、運(yùn)用，又考查分析、對(duì)比、歸納等思維能力，符合素質(zhì)教育培養(yǎng)學(xué)生能力的要求，是中考方向，對(duì)這類(lèi)題目要重點(diǎn)訓(xùn)練．