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2.NaN3(叠氮化钠)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,常用作汽车安全气囊中的药剂.实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及步骤如下:
实验步骤如下:
①打开装置D导管上的旋塞,加热制取氨气.
②再加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热D并关闭旋塞.
③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210一220℃,然后通入N2O.
④冷却,向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),减压浓缩、结晶.
⑤过滤,用乙醚洗涤,晾干.
已知:NaNH2熔点210℃,沸点400℃,在水溶液中易水解.
回答下列问题:
(1)图中仪器a用不锈钢材质而不用玻璃,其主要原因是反应过程可能生成的NaOH能腐蚀玻璃.
(2)装置B中盛放的药品为碱石灰;装置C的主要作用是冷凝分离出水.
(3)步骤①先加热通氨气的目的是排尽装置中的空气;步骤②氨气与熔化的钠反应的方程式为2Na+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH2+H2
(4)步骤③b容器充入的介质为植物油,进行油浴而不用水浴的主要原因是水的沸点为100℃,不能达到反应控制的温度210一220℃.
(5)N2O可由NH4NO3在240-245℃分解制得,该反应的化学方程式为NH4NO3$\frac{\underline{\;240-245℃\;}}{\;}$N2O↑+2H2O↑.
(6)步骤⑤用乙醚洗涤的主要目的是减少晶体的损失,有利于产品快速干燥.
(7)消防时,销毁NaN3常用NaClO溶液,将其转化为N2,该反应过程中得到的还原产物是NaCl.

分析 (1)反应过程中会产生NaOH,腐蚀玻璃;
(2)制备的氨气中含有大量的水,用C冷凝分离出水,B中盛放碱石灰干燥氨气;
(3)加热时空气中的氧气等能与钠反应,用氨气排尽装置中的空气;步骤②制备NaNH2,还生成氢气;
(4)水的沸点为100℃,不能达到控制的温度;
(5)N2O可由NH4NO3在240-245℃分解制得,反应还生成水,利用待定系数法结合原子守恒配平;
(6)NaN3不溶于乙醚,减少晶体的损失,有利于产品快速干燥;
(7)NaN3与NaClO溶液反应转化为N2,氯元素被还原生成氯化钠.

解答 解:(1)反应过程中有水生成,会反应生成NaOH腐蚀玻璃,
故答案为:反应过程可能生成的NaOH能腐蚀玻璃;
(2)制备的氨气中含有大量的水,用C装置冷凝分离出水,B中盛放碱石灰干燥氨气,
故答案为:碱石灰;冷凝分离出水;
(3)用氨气排尽装置中的空气,防止加热时空气中的氧气等能与钠反应,步骤②制备NaNH2,还生成氢气,反应方程式为:2Na+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH2+H2
故答案为:排尽装置中的空气;2Na+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NaNH2+H2
(4)水的沸点为100℃,不能达到反应控制的温度210一220℃,故用油浴加热,
故答案为:水的沸点为100℃,不能达到反应控制的温度210一220℃;
(5)N2O可由NH4NO3在240-245℃分解制得,反应还生成水,反应方程式为:NH4NO3$\frac{\underline{\;240-245℃\;}}{\;}$N2O↑+2H2O↑,
故答案为:NH4NO3$\frac{\underline{\;240-245℃\;}}{\;}$N2O↑+2H2O↑;
(6)NaN3不溶于乙醚,减少晶体的损失,有利于产品快速干燥,
故答案为:减少晶体的损失,有利于产品快速干燥;
(7)NaN3与NaClO溶液反应转化为N2,氯元素被还原生成氯化钠,
故答案为:NaCl.

点评 本题考查物质的制备、对原理与装置的分析评价、基本操作、信息获取与迁移运用,是对学生综合能力的考查,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.下列反应中通入的气体只做氧化剂的是(  )
A.SO2通入H2S溶液中B.Cl2通入NaOH溶液
C.SO2通入KOH溶液中D.H2S通入溴水中

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.某学习小组研究铜片和酸反应的情况:
(1)在热水浴中进行3个实验,部分实验报告如下表所示
序号实验操作实验现象
在稀硫酸中加铜片无明显变化
在硝酸钠溶液中加入铜片无明显变化
在稀硫酸中加入硝酸钠溶液无明显变化
再加入铜片有无色气泡;溶液变蓝色
①实验Ⅰ、Ⅱ的目的是证明Cu不与H+、NO3-单独反应.
②实验Ⅲ中反应的本质是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O(用离子方程式表示).
(2)甲同学提出:改变反应条件,可以实现金属铜和稀硫酸反应.
①将铜片放入盛有稀硫酸的烧杯中,不断向稀硫酸中加入过氧化氢并加热烧杯,发现铜片开始溶解,溶液逐渐变蓝色,过氧化氢在该实验中的作用是作氧化剂,将铜氧化为铜离子.
②利用电化学原理实现铜溶于稀硫酸并放出氢气.请画出简易装置图(标明电极,电解质溶液成分).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.现用浓度为0.1000mol/L的HCl溶液,测定某未知浓度的NaOH溶液:
(1)除锥形瓶外,下列实验仪器中不需要的是C.
A.滴定管B.铁架台C.容量瓶D.滴定管夹
(2)在锥形瓶中放入一定量的NaOH溶液,加入甲基橙或酚酞作为指示剂;当滴定达到终点后,蓝线的凹液面的最低点所对应的刻度即为终读数.
(3)填写下表中的空白处
实验次数V(NaOH)V(HCl)/mLc(NaOH)
ml初读数终读数体积mol/L
116.000.0016.7016.700.1044
216.750.0017.8517.85
319.550.0020.8020.800.1064
415.000.0016.0016.000.1067
(4)四组数据中,误差较大的是第1组,造成这种结果的原因可能是B.
A.滴定管未用HCl溶液润洗
B.摇晃锥形瓶时,有液体溅出
C.滴定前装HCl的滴定管下端有气泡,滴定后气泡消失
D.放入NaOH溶液前,锥形瓶内有水
(5)计算NaOH浓度平均值:0.1066mol/L.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeC13•6H2O)的工艺流程如图1:

请按要求回答下列问题:
(1)需将硫铁矿粉碎再焙烧的目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率.
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是提高铁元素的浸出率、抑制Fe3+水解.
(3)氧化剂Y可以是Cl2或H2O2,其各自的优点是用氯气氧化原子利用率高、用H2O2氧化无污染且不引入新杂质.
(4)尾气主要含N2、O2、气体Z和少量的CO2、H2O.取标准状况下的VL尾气测定其中气体Z含量的方案如下:
【方案一】:将尾气缓慢通过如图2装置A中:

①C仪器的名称是干燥管,该装置的作用是防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收.
②实验时先通入尾气,再通入一定量氮气,通过B装置的增重来测量气体Z的体积分数,请写出该方案合理与否的理由该方案不合理,因为尾气中的CO2也能被B装置中的碱石灰吸收,致使所测气体Z即二氧化硫的体积分数偏大.
【方案二】:将尾气缓慢通过如上装置D中,充分与足量试剂M反应后,再滴入过量试剂N,经过滤、洗涤、干燥、称量,得沉淀质量为mg.
③若试剂M、N分别是溴水、BaCl2溶液,写出方案二涉及反应的离子方程式:SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+、Ba2++SO42-=BaSO4↓.
写出气体Z的体积百分含量的表达式是(用含m、V的代数式表示)$\frac{2240m}{233V}$%.
④若试剂M、N分别是NaHCO3溶液、BaCl2溶液,所得沉淀的化学式为BaSO3
⑤若试剂M是Ba(NO32溶液,不再滴加试剂N,观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色.写出溶液中反应的离子方程式:3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4+2NO↑+4H+

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

7.氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一.德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖.  在密闭容器中,使2mol N2和6mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)(正反应为放热反应)
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的转化率比是1:1.
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量变小,
密度不变.(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将逆向(填“正向”“逆向”或“不”)移动.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是(  )
A.铝与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的碳与二氧化碳的反应D.NaOH与HCl的反应

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等.某小组模拟制备氨基甲酸铵的反应为:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H<0.(温度对反应的影响比较灵敏)
(1)如用图1装置和选用的试剂制取氨气,其中错误的是AC;氨气的实验室制法的化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O.

(2)制备氨基甲酸铵的装置如图2所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中. 当悬浮物较多时,停止制备.(注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质.)
①发生器用冰水冷却的原因是降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解)
液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例(或通过观察气泡,控制NH3与CO2的反应速率);
双通玻璃管的作用是防止倒吸;
浓硫酸的作用是吸收多余氨气,防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤(填写操作名称).
为了得到干燥产品,应采取的方法是c(填写选项序号).
a.常压加热烘干         b.高压加热烘干         c.减压40℃以下烘干
(3)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种.请利用下列试剂,设计实验方案,对制得的氨基甲酸铵中的杂质进行成分探究.取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解,向试管中加入过量的BaCl2溶液,若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵,否则含有碳酸铵;取试管中的上层清液,滴加澄清石灰水,若变浑浊,证明固体中含有碳酸氢铵,否则不含碳酸氢铵
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.如图,A是制取溴苯的实验装置,B、C是改进后的装置.请仔细分析,对比三个装置,回答以下问题:

(1)写出三个装置中所共同发生的两个反应的化学方程式:2Fe+3Br2=2FeBr3+Br2$\stackrel{FeBr_{3}}{→}$+HBr;写出B盛AgNO3溶液的试管中所发生反应的化学方程式:HBr+AgNO3=AgBr↓+HNO3
(2)装置A和C均采用了长玻璃导管,其作用是导气(导出HBr)兼冷凝(冷凝苯和溴蒸气).
(3)在按装置B、C装好仪器及药品后要使反应开始,应对装置B进行的操作是打开分液漏斗盖子,旋转分液漏斗的活塞,使溴和苯的混合液滴到铁上; 应对装置C进行的操作是托起软橡胶袋使铁粉落入溴和苯组成的混合液中.
(4)B中采用了双球洗气管吸收装置,其作用是吸收随HBr逸出的苯蒸气、溴蒸气,反应后双球洗气管中可能出现的现象是CCl4由无色变成橙色.
(5)B装置存在两个明显的缺点,使实验的效果不好或不能正常进行.这两个缺点是随HBr逸出的溴蒸气和苯蒸气不能回流到反应器中,原料利用率低;导管插入AgNO3溶液中而易产生倒吸.

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