Question

【題目】疊氮化鈉（NaN3）是一種應用廣泛的化工產品，可用于合成抗生素頭孢菌素藥物的中間體，汽車安全氣囊等。

Ⅰ．實驗室制備NaN3

（1）實驗原理：

①把氨氣通入熔融金屬鈉反應制得氨基鈉（NaNH2），該反應的化學方程式為____________。

②將生成的NaNH2與N2O在210℃-220℃下反應可生成NaN3、NaOH和氣體X，該反應的化學方程式為2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+X，實驗室檢驗X氣體使用的試紙是濕潤的______。

（2）實驗裝置（圖1）、步驟如下，回答下列問題：

已知：i）NaN3是一種易溶于水的白色晶體，微溶于乙醇，不溶于乙醚；

ii）NaNH2的熔點為210℃，沸點為400℃，在水溶液中易水解。

①組裝儀器檢查裝置氣密性后，裝入藥品。裝置B中盛放的藥品是_______________。

②實驗過程應先點燃___（填“A”或“C”）處的酒精燈，理由是_______________________。

③讓氨氣和熔化的鈉充分反應后，停止加熱A并關閉止水夾k。向裝置C中b容器內充入加熱介質植物油并加熱到210℃-220℃，然后按圖通入N2O；

④裝置C反應完全結束后，冷卻，取出a中的混合物進行以下操作，得到NaN3固體：

操作II的目的是____________；

操作IV中選用的洗滌試劑最好的是_____。

A．水 B．乙醇 C．乙醇水溶液 D．乙醚

（3）圖中儀器a用不銹鋼材質的而不用玻璃的，其主要原因是____________________。

II．產品NaN3純度測定

精確稱量0.150 g NaN3樣品，設計如圖2所示裝置，連接好裝置后使錐形瓶傾斜，使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸，測量產生的氣體體積從而測定其純度。

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）使用冷水冷凝的目的是______。對量氣管讀數(shù)時，反應前后都需要進行的操作是______。

（5）常溫下測得量氣管讀數(shù)為60.0 mL(N2的密度為1.40 g/L)計算NaN3樣品的純度為______。（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】2NH3+2Na 2NaNH2+H2↑ 紅色石蕊試紙 堿石灰 A 先產生NH3，排除裝置內空氣，防止產品不純 降低NaN3的溶解量或溶解度或促使NaN3析出 D 反應過程生成的NaOH能腐蝕玻璃 冷卻生成的氣體 調節(jié)量氣管使兩側的液面保持水平 86.7%

【解析】

Ⅰ．(1)①氨氣通入熔融金屬鈉反應制得氨基鈉(NaNH2)和氫氣，結合原子守恒即可得發(fā)生反應的化學方程式；②根據(jù)質量守恒定律和氨水呈堿性回答；(2)①氨氣選擇堿石灰干燥；②先點燃A產生氨氣將裝置內空氣驅趕除去，防止產品不純；④根據(jù)疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，可知乙醇可降低NaN3的溶解度促使NaN3析出，乙醚洗滌疊氮化鈉可減少疊氮化鈉的損失；(3)玻璃中的SiO2能于NaOH溶液反應生成硅酸鈉；(3)反應過程生成的NaOH能腐蝕玻璃，則儀器a應用不銹鋼材質的而不用玻璃的；II．(4)反應可能產生水蒸氣，使用冷水冷凝可除去生成的氣體中的水蒸氣；量氣管讀數(shù)前，需要平衡壓強；(5)先根據(jù)體積和密謀計算氮氣的體積，再利用關系式2NaN3→3N2計算NaN3樣品的純度。

Ⅰ．(1)①氨氣通入熔融金屬鈉反應制得氨基鈉(NaNH2)和氫氣，則發(fā)生反應的化學方程式為2NH3+2Na 2NaNH2+H2↑；②根據(jù)質量守恒定律，反應前后原子的種類和數(shù)目不變，可確定氣體X為氨氣，氨水呈堿性，檢驗時用濕潤的紅色石蕊試紙，現(xiàn)象是變藍色；(2)①A中產生的氨氣混有水蒸氣，干燥氨氣選擇堿石灰，則在C中盛放的藥品是堿石灰；②實驗過程中先點燃A產生氨氣將裝置內空氣驅趕除去，防止產品不純；④C中混合物加水后，根據(jù)疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，NaN3溶解在水中，NaNH2與水反應生成NaOH和氨氣，可知操作Ⅱ加乙醇可降低NaN3的溶解度促使NaN3析出；乙醚洗滌疊氮化鈉可減少疊氮化鈉的損失，故操作IV中選用的洗滌試劑最好的是D；II．(4)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；量氣管讀數(shù)前，需要調節(jié)量氣管使兩側的液面保持水平，確保氣體壓強與外界大氣壓強相等。(5)生成氮氣的質量為=0.084g，

設NaN3樣品的純度X

2NaN3 2Na+3N2↑

13084

x0.150g0.084g

解得：x=86.7%。