Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3）被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____。

【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2NaNH3＋N2O = NaN3＋NaOH＋X,實驗室檢驗X氣體使用的試紙是濕潤的________。

【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)設計如圖，裝置（已知H2SO4溶液與NaN3,反應不生成氣體）。

(3)裝置A的作用是________。

設計的實驗步驟為：

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關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞；

④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________（填數(shù)字）個數(shù)據(jù)。根據(jù)制備反應，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0.140 g NaN3樣品，設計如圖裝置，測定其純度。已知2 NaN33N2 (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________（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________。反應前應將液面調(diào)節(jié)到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，反應后讀數(shù)時，還需要進行的操作是________。

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

A. 100 mL B. 1 L C. 2 L

(8)計算NaN3樣品的純度（寫出計算過程）。_________________

Answer 1

【答案】 2NaN3 2Na+3N2↑ 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 制備過程中未除凈的氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成的 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%（氮氣質(zhì)量、疊氮化鈉質(zhì)量、疊氮化鈉質(zhì)量分數(shù)各1分）

【解析】（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 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．為測定碳酸鈉的含量只是要稱量樣品的質(zhì)量和氫氧化鈉吸收二氧化碳前后的質(zhì)量，（4）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生成Na2CO3．

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)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(6）使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣 。反應前應將液面調(diào)節(jié)到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，氣體的體積受壓強影響；反應后讀數(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，液面上壓強相同。（7）常溫下測得量量取體積時，量筒的量程要和所測體積相近，且只能一次量出，所以選100mL的量筒．

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

設NaN3樣品的純度X

2NaN32Na+3N2↑．

130 84

X×0.140g 0.084g

130/ X×0.140g=84/ 0.084g

解得：X=92.86%

答：NaN3樣品的純度92.86%