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)汽車經撞擊后，30毫秒內引發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________。

（Na2CO3質量分數測定）

工業級NaN3中常含有少量的Na2CO3，為測定樣品中Na2CO3的質量分數設計如圖裝置（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______（填數字）個數據。根據制備反應，分析工業級NaN3中含有Na2CO3的可能原因_______。

M

（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 NaN3→ 3N2

(NaN3中的N全部轉化為N2，其他產物略），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______。反應前應將液面調節到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，反應后讀數時，還需要進行的操作是_______。

(7)常溫下測得量氣管讀數為67.2 mL(N2的密度為1.25 g/L)，則實驗中選用的量氣管規格合適的是_____（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】（1）2NaN3 2Na+3N2↑（2）紅色石蕊試紙（3）吸收空氣中的水分和二氧化碳氣體；繼續鼓入空氣，將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置；3；生成的NaOH與空氣中的二氧化碳反應生成Na2CO3（4）不變（5）將錐形瓶適當傾斜（6）除去N2中的水蒸氣（7）A（8）92.86%

【解析】

（1）汽車經撞擊后，30毫秒內引發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 2NaN3Na+3N2↑；

（2）根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，可確定氣體X的化學式為：NH3，氨氣的水溶液氨水顯堿性，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；

（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；計算碳酸鈉的含量，需要知道樣品的質量、反應前后C裝置的質量，共3個數據；制備工業級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；

（4）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：將錐形瓶適當傾斜；

（6）反應可能產生水蒸氣，使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣；

（7）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，故選A；

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

設NaN3樣品的純度X。

解得：X=92.86%

答：NaN3樣品的純度92.86%。