Question

【题目】叠氮化钠（NaN3）是一种应用广泛的化工产品，可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体，汽车安全气囊等。

Ⅰ．实验室制备NaN3

（1）实验原理：

①把氨气通入熔融金属钠反应制得氨基钠（NaNH2），该反应的化学方程式为____________。

②将生成的NaNH2与N2O在210℃-220℃下反应可生成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______。

（2）实验装置（图1）、步骤如下，回答下列问题：

已知：i）NaN3是一种易溶于水的白色晶体，微溶于乙醇，不溶于乙醚；

ii）NaNH2的熔点为210℃，沸点为400℃，在水溶液中易水解。

①组装仪器检查装置气密性后，装入药品。装置B中盛放的药品是_______________。

②实验过程应先点燃___（填“A”或“C”）处的酒精灯，理由是_______________________。

③让氨气和熔化的钠充分反应后，停止加热A并关闭止水夹k。向装置C中b容器内充入加热介质植物油并加热到210℃-220℃，然后按图通入N2O；

④装置C反应完全结束后，冷却，取出a中的混合物进行以下操作，得到NaN3固体：

操作II的目的是____________；

操作IV中选用的洗涤试剂最好的是_____。

A．水 B．乙醇 C．乙醇水溶液 D．乙醚

（3）图中仪器a用不锈钢材质的而不用玻璃的，其主要原因是____________________。

II．产品NaN3纯度测定

精确称量0.150 g NaN3样品，设计如图2所示装置，连接好装置后使锥形瓶倾斜，使小试管中的NaN3样品与M溶液接触，测量产生的气体体积从而测定其纯度。

已知2 NaN3→ 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）使用冷水冷凝的目的是______。对量气管读数时，反应前后都需要进行的操作是______。

（5）常温下测得量气管读数为60.0 mL(N2的密度为1.40 g/L)计算NaN3样品的纯度为______。（保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】2NH3+2Na 2NaNH2+H2↑ 红色石蕊试纸 碱石灰 A 先产生NH3，排除装置内空气，防止产品不纯 降低NaN3的溶解量或溶解度或促使NaN3析出 D 反应过程生成的NaOH能腐蚀玻璃 冷却生成的气体 调节量气管使两侧的液面保持水平 86.7%

【解析】

Ⅰ．(1)①氨气通入熔融金属钠反应制得氨基钠(NaNH2)和氢气，结合原子守恒即可得发生反应的化学方程式；②根据质量守恒定律和氨水呈碱性回答；(2)①氨气选择碱石灰干燥；②先点燃A产生氨气将装置内空气驱赶除去，防止产品不纯；④根据叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水，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，乙醚洗涤叠氮化钠可减少叠氮化钠的损失；(3)玻璃中的SiO2能于NaOH溶液反应生成硅酸钠；(3)反应过程生成的NaOH能腐蚀玻璃，则仪器a应用不锈钢材质的而不用玻璃的；II．(4)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；量气管读数前，需要平衡压强；(5)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。

Ⅰ．(1)①氨气通入熔融金属钠反应制得氨基钠(NaNH2)和氢气，则发生反应的化学方程式为2NH3+2Na 2NaNH2+H2↑；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为氨气，氨水呈碱性，检验时用湿润的红色石蕊试纸，现象是变蓝色；(2)①A中产生的氨气混有水蒸气，干燥氨气选择碱石灰，则在C中盛放的药品是碱石灰；②实验过程中先点燃A产生氨气将装置内空气驱赶除去，防止产品不纯；④C中混合物加水后，根据叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，NaN3溶解在水中，NaNH2与水反应生成NaOH和氨气，可知操作Ⅱ加乙醇可降低NaN3的溶解度促使NaN3析出；乙醚洗涤叠氮化钠可减少叠氮化钠的损失，故操作IV中选用的洗涤试剂最好的是D；II．(4)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；量气管读数前，需要调节量气管使两侧的液面保持水平，确保气体压强与外界大气压强相等。(5)生成氮气的质量为=0.084g，

设NaN3样品的纯度X

2NaN3 2Na+3N2↑

13084

x0.150g0.084g

解得：x=86.7%。