Question

叠氮化钠（NaN₃）被广泛应用于汽车安全气囊，某兴趣小组对其进行下列研究．

应用研究：

（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN₃，迅速分解为Na、N₂，反应方程式为　         　．

制备研究：

（2）将金属钠与液态氨反应得NaNH₂，再将NaNH₂与N₂O反应可生成NaN₃、NaOH和气体X，该反应的化学方程式为2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+X，实验室检验X气体使用的试纸是湿润的　           　．

Na₂CO₃质量分数测定：工业级NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，为测定样品中Na₂CO₃的质量分数设计如图装置（已知H₂SO₄溶液与NaN₃，反应不生成气体）．

（3）装置A的作用是　         　．设计的实验步

骤为：①精确称量样品，检查装置气密性；②打开弹簧夹，鼓入空气，称量装置C；③关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；④再打开弹簧夹，　      　；⑤再次称量装置C．计算碳酸钠含量至少需要测定　         　（填数字）个数据．根据制备反应，分析工业级NaN₃中含有Na₂CO₃的可能原因　         　．

NaN₃纯度测定：

精确称量0.140g NaN₃样品，设计如图装置，测定其纯度．已知2NaN₃→3N₂

（NaN₃中的N全部转化为N₂，其他产物略），反应中放出大量的热．

（4）检查该装置气密性的方法是连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，两边高度差　          　（填“变大”、“变小”或“不变”），说明气密性良好．

（5）使小试管中的NaN₃样品与M溶液接触的操作是　           　．

（6）使用冷水冷凝的目的是　     　．反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，反应后读数时，还需要进行的操作是　         　．

（7）常温下测得量气管读数为67.2mL（N₂的密度为1.25g/L），则实验中选用的量气管规格合适的是　  　（填字母序号）．

A.100mL   B.1L    C.2L

（8）计算NaN₃样品的纯度（写出计算过程）．

 

Answer 1

【答案】

（1）2NaN₃2Na+3N₂↑；

（2）无色酚酞试纸或红色石蕊试纸；

（3）除去空气中的二氧化碳和水蒸气；鼓入空气；3；制备过程中未除净的氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成的；

（4）不变；

（5）使锥形瓶倾斜；

（6）除去生成的气体中的水蒸气；调节量气管使，两侧的液面保持水平；

（7）A；

（8）92.86%

【解析】

试题分析：（1）汽车经撞击后， NaN₃，迅速分解为Na、N₂，反应方程式为2 NaN₃2Na+3N₂↑；

（2）将金属钠与液态氨反应得NaNH₂，再将NaNH₂与N₂O反应可生成NaN₃、NaOH和气体X，该反应的化学方程式为2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+X，由质量守恒定律可得，X为NH₃，能使酚酞变红色，或者使石蕊变蓝色，故实验室检验X气体使用的试纸是湿润的无色酚酞试纸或红色石蕊试纸；

（3）装置A中盛有碱石灰，作用是除去空气中的二氧化碳和水蒸气。设计的实验步骤为：①精确称量样品，检查装置气密性；②打开弹簧夹，鼓入空气，称量装置C；③关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；④再打开弹簧夹，鼓入空气；⑤再次称量装置C．计算碳酸钠含量至少需要测定3个数据。根据制备反应，分析工业级NaN₃中含有Na₂CO₃的可能原因是：制备过程中未除净的氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成的。

（4）检查该装置气密性的方法是连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，两边高度差不变，说明气密性良好。

（5）使小试管中的NaN₃样品与M溶液接触的操作是使锥形瓶倾斜。

（6）使用冷水冷凝的目的是除去生成的气体中的水蒸气；反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，反应后读数时，还需要进行的操作是调节量气管使，两侧的液面保持水平。

（7）常温下测得量气管读数为67.2mL（N₂的密度为1.25g/L），则实验中选用的量气管规格合适的是100ml的。选A。

（8）计算NaN₃样品的纯度。

解：生成氮气的质量为67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g。

设NaN₃样品的纯度X。

2NaN₃     →    3N₂

130            84

X×0.140g   0.084g

130：84= X×0.140g：0.084g

X="92.86%"

答：NaN₃样品的纯度92.86%。

考点：化学方程式的书写；实验设计与探究；根据化学方程式计算。

点评：本题综合性很强，难度较大，实验探究过程中，要充分利用题中给定的信息。根据化学方程式计算，要注意解题的步骤，设、写、找、列、解、答。