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(jìn)行下列研究．

（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，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(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)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(jì)如圖裝置（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(jì)的實(shí)驗(yàn)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再打開彈簧夾，_______；⑤再次稱量裝置C。計(jì)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(yīng)，分析工業(yè)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(shè)計(jì)如圖裝置，測定其純度。已知2 NaN3→ 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，還需要進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jì)算NaN3樣品的純度（寫出計(jì)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?xì)怏w；繼續(xù)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(yīng)生成Na2CO3（4）不變（5）將錐形瓶適當(dāng)傾斜（6）除去N2中的水蒸氣（7）A（8）92.86%

【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(yīng)物是NaN3，生成物是Na、N2，條件是撞擊，所以反應(yīng)方程式為 2NaN3Na+3N2↑；

（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的化學(xué)式為：NH3，氨氣的水溶液氨水顯堿性，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；

（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(jì)算碳酸鈉的含量，需要知道樣品的質(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：將錐形瓶適當(dāng)傾斜；

（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；

（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?dú)獾馁|(zhì)量為67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g。

設(shè)NaN3樣品的純度X。

解得：X=92.86%

答：NaN3樣品的純度92.86%。