Question

【题目】叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，是汽车安全气囊中的主要成分，能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起。

已知：①NaNH2+N2ONaN3+H2O。

②NaNH2能与水反应生成NaOH和NH3

实验室利用如下装置模拟工业级NaN3的制备。

请回答下列问题：

实验I：制备NaN3

(1)装置C中盛放的药品为______________________；

(2)为了使反应均匀受热，装置D处b容器应采取的加热方式为______________________。

(3)实验开始时首先应加热通氨气，其目的是___________。

(4)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为___________。

实验Ⅱ：分离提纯

反应完全结束后，取出装置D中的混合物进行以下操作，得到NaN3固体。

(5)操作ⅳ采用乙醚洗涤的原因是______________________(答一项即可)。

实验Ⅲ：定量测定

实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数：

①将2.500g试样配成500mL溶液

②取50.00L溶液置于锥形瓶中，加入50.00mL0.1010m1·L－1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。

③充分反应后，将溶液稍稀释，向溶液中加入8.00mL浓硫酸，滴人3滴邻菲啰啉指示液，用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+，消耗溶液体积为29.00mL。测定过程的反应方程式为：2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑， Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。

(6)配制叠氮化钠溶液时，除需用到烧杯、玻璃棒、量筒外，还用到的玻璃仪器有______________________。

(7)若其它读数正确，滴定到终点后，读取滴定管中(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积时俯视，将导致所测定样品中叠氮化钠质量分数___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

(8)减样中NaN3的质量分数为___________ (保留四位有效数字)。

Answer 1

【答案】碱石灰 油浴 排尽装置中的空气 2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2 NaN3不溶于乙醚，能减少其损失；可洗去NaN3固体表面的乙醇杂质；乙醚易挥发，有利于产品快速干燥 500mL容量瓶、胶头滴管 偏大 0.9360或93.60%

【解析】

(1) Na、NaNH2能与水反应，需用干燥的氨气；

(2)根据NaNH2与N2O反应的温度是210℃～220℃分析；

(3)根据 Na能与氧气反应分析；

(4)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2和氢气；

(5)根据NaN3不溶于乙醚、乙醚易挥发分析；

(6)根据配制一定物质的量浓度的溶液分析；

(7)根据NaN3、(NH4)2Fe(SO4)2消耗的(NH4)2Ce(NO3)6的物质的量固定分析；

(8)根据(NH4)2Fe(SO4)2、NaN3共消耗50.00mL0.1010m1·L－1(NH4)2Ce(NO3)6进行计算；

(1) Na、NaNH2能与水反应，需用干燥的氨气，所以装置C的作用是干燥氨气，盛放的药品为碱石灰；

(2) NaNH2与N2O反应的温度是210℃～220℃，为了使反应均匀受热，装置D处b容器应采取的加热方式为油浴；

(3) 实验开始时首先应加热通氨气，排尽装置中的空气，防止 Na与氧气反应；

(4)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2和氢气，反应方程式是2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2；

(5) NaN3不溶于乙醚，用乙醚洗涤能减少产品损失；可洗去NaN3固体表面的乙醇杂质；乙醚易挥发，有利于产品快速干燥

(6)配制500mL叠氮化钠溶液时，需用烧杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、胶头滴管；

(7) 滴定到终点后，读取滴定管中(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积时俯视，n［(NH4)2Fe(SO4)2］偏小，(NH4)2Fe(SO4)2消耗(NH4)2Ce(NO3)6少，则NaN3偏多，样品中叠氮化钠质量分数偏大；

(8)用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+，消耗溶液体积为29.00mL，根据Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，(NH4)2Fe(SO4)2消耗Ce4+的物质的量是0.0500mol·L－1×0.029L=0.00145mol，则NaN3消耗Ce4+的物质的量是0.05L×0.1010mo1·L－1－0.00145mol＝0.0036mol；根据2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑，NaN3的物质的量为0.0036mol；试样中NaN3的质量分数为 =93.6%。