Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3) 被廣泛應用于汽車安全氣囊，某興趣小組對其進行下列研究。

[應用研究]

(1)汽車經撞擊后，30亳秒內引發NaN3，迅速分解為Na、N2，反應方程式為______；

[制備研究]

(2)將金屬鈉與液態氨反應得NaNH2，再將NaNH2與N2O反應可生成NaN3、NaOH和氣體X,該反應的化學方程式為2NaNH3+N2O=NaN3+NaOH+X， 實驗室檢驗x氣體使用的試紙是濕潤______

[Na2CO3質量分數測定]

工業級NaN3中常含有少量的Na2CO3，為測定樣品中Na2CO3的質量分數設計如圖1裝置(已知H2SO4溶液與NaN3，反應不生成氣體)。

(3)裝置A的作用是______。設計的實驗步驟為:①精確稱量樣品，檢查裝置氣密性;②打開彈簧夾，鼓入空氣，稱量裝置C;③關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞;④反應結束，再打開彈簧夾，________；⑤再次稱量裝置C.計算碳酸鈉含量至少需要測定_______個數據。根據制備反應，分析工業級NaN3中含有Na2CO3的可能原因_________。

[NaN3純度測定]

精確稱量0.140gNaN3樣品，設計如圖2裝置，測定其純度，已知2NaN3→3N2(NaNz中的N全部轉化為N2，其他產物略)，反應中放出大量的熱。

(4)檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，兩邊高度差______(填“變大”、“變小”或“不變”)，說明氣密性良好。

(5)使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸的操作是_______；

(6)使用冷水冷凝的目的是______。反應前應將液面調節到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，反應后讀數時，先需要進行的操作是_______；

(7)常溫下測得量氣管讀數為67.2mL (N2 的密度為1.25g/L), 則實驗中選用的量氣管規格合適的是____；(填字母序號)。

A 100mL

B 1L

C 2L

(8)計算NaN3樣品的純度為____。

Answer 1

【答案】 無色酚酞試紙或紅色石蕊試紙 除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣 鼓入空氣 3 制備工業級NaN3時同時生成氫氧化鈉，它能和空氣中的二氧化碳反應生成Na2CO3 不變 使錐形瓶傾斜 除去生成的氣體中的水蒸氣 調節量氣管，使兩側的液面保持水平 A 92.86%

【解析】

[應用研究]

(1) 汽車經撞擊后，30毫秒內引發NaN3迅速分解為Na、N2，即反應物是NaN3，生成物是Na、N2，條件是撞擊，所以反應方程式為：；

（2）根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，可確定氣體X為氨氣，氨水呈堿性，檢驗時用無色酚酞試紙或紅色石蕊試紙。

（3）堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳氣體，所以A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；

④再打開彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置；計算碳酸鈉含量，要知道樣品的質量、反應前后C裝置的質量，共3個數據；制備工業級NaN3時同時生成氫氧化鈉，它能和空氣中的二氧化碳反應生成Na2CO3。

（4）連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，如裝置嚴密，裝置內氣壓不變，兩邊高度差不變。

（5）使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸的操作是使錐形瓶傾斜，讓小試管中的藥品流出來。

（6）反應可能產生水蒸氣，使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣；為了排除兩側液面不水平，液柱形成的壓強對氣體體積大小有影響，反應后讀數時，還需要進行的操作是調節量氣管使，兩側的液面保持水平。

（7）量取體積時，量氣筒的量程要和所測體積相近，且只能一次量出，所以選100mL的量氣筒，故選：A。

（8）生成氮氣的質量為67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g。

設NaN3樣品的純度X

X=92.86%

NaN3樣品的純度92.86%。