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，其反应的化学方程式为

2NaN₃

撞击  .

2Na+3N₂↑

．
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，气体X的化学式是

NH₃

．
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

吸收空气中的水分和二氧化碳气体

．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，再次鼓入空气；⑤再次称量装置C．其中进行第④步操作的目的是

将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置

．
（4）根据制备反应原理，请你分析一下工业级NaN₃中含有Na₂CO₃的可能原因

氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成Na₂CO₃

．
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．
（5）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

（填“变大”、“变小”或“不变”），说明气密性良好．
（6）将锥形瓶倾斜，使小试管中的NaN₃样品与M溶液接触进行反应．冷却到室温后测得量气管气体量为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

A

（填字母序号）．
A．100mL           B．1L            C．2L
（7）使用冷水冷凝的目的是

除去生成的气体中的水蒸气

．
（8）计算NaN₃样品的纯度（写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）根据信息判断反应物、生成物、反应条件，然后写出方程式．
（2）根据质量守恒定律的实质来判断X的化学式．
（3）根据碱石灰的成分和用途来完成第一空的解答即可，而④再打开弹簧夹，鼓入空气能将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置．
（4）根据氢氧化钠溶液可以和二氧化碳反应的性质来完成解答．
（5）根据出现液面差后，如装置严密，装置内的气压不变的情况回答．
（6）量取体积时，量筒的量程要和所测体积相近，且只能一次量出．
（7）反应可能产生水蒸气，使用冷水冷凝可除去生成的气体中的水蒸气；
（8）先根据体积和密谋计算氮气的体积，再利用关系式2NaN₃→3N₂计算NaN₃样品的纯度．

解答：解：（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN₃迅速分解为Na、N₂，即反应物是NaN₃，生成物是Na、N₂，条件是撞击，所以反应方程式为 2NaN₃

撞击  .

2Na+3N₂↑．
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，可确定气体X的化学式为：NH₃．
（3）碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳气体，所以A的作用是除去空气中的二氧化碳和水蒸气；④再打开弹簧夹，鼓入空气能将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置．
（4）制备工业级NaN₃时同时生成氢氧化钠，它能和空气中的二氧化碳反应生成Na₂CO₃．
（5）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，如装置严密，装置内气压不变，两边高度差不变．
（6）量取体积时，量筒的量程要和所测体积相近，且只能一次量出，所以选100mL的量筒．
（7）反应可能产生水蒸气，使用冷水冷凝的目的是除去生成的气体中的水蒸气．
（8）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

撞击  .

2Na+3N₂↑．
130             84
X?0.140g     0.084g

130

X?0.140g

=

84

0.084g

  解得：X=92.86%
答：NaN₃样品的纯度92.86%．
故答案为：（1）2NaN₃

撞击  .

2Na+3N₂↑．
（2）NH₃．
（3）吸收空气中的水分和二氧化碳气体；将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置．
（4）氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成Na₂CO₃．
（5）不变．
（6）A．
（7）除去生成的气体中的水蒸气．
（8）92.86%．

点评：综合实验涉及知识面广，对学生思维能力要求高，既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力，符合素质教育培养学生能力的要求，是中考方向，对这类题目要重点训练．