Question

【題目】疊氮化鈉（NaN3）是汽車安全氣囊最理想的氣體發生劑原料。工業水合肼法制備疊氮化鈉的工藝流程如圖所示：

已知：NaN3能與AgNO3反應生成白色難溶于水的AgN3；部分相關物質的物理性質如下表：

	熔點℃	沸點℃	溶解性
CH3OH	97	64.7	與水互溶
水合肼 (N2H4H2O)	51.7	118.5	與水、醇互溶，不溶于乙醚和氯仿
亞硝酸甲酯(CH3ONO)	17	12	溶于乙醇、乙醚

請回答：

（1）步驟Ⅰ中NaNO2與稀硫酸發生副反應生成兩種氣體（其中一種氣體在空氣中可以轉化為產物中的另一種氣體）的離子方程式為_________________________；步驟Ⅱ中生成NaN3的化學方程式為______________________。

（2）實驗室模擬步驟Ⅱ，實驗裝置如圖（裝置中冷卻水省略，下同）：

①儀器a的名稱為____________，作用是_________________。

②根據實驗發現溫度在20℃左右反應的選擇性和轉化率最高，但是該反應屬于放熱反應，因此可以采取的措施是____________。（合理給分）

③圖中X處連接的最合適裝置應為下圖中的_________。

（3）步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作是_______；步驟Ⅲ中溶液A進行蒸餾的合理操作順序是___________。(填序號)①打開K1、K2，關閉K3 ②打開K3 ③加熱 ④關閉K1、K2

（4）步驟Ⅳ對溶液B加熱蒸發至溶液體積的1/3，NaN3結晶析出。

①步驟Ⅴ可以用_______洗滌晶體。

A．水 B．乙醚 C．乙醇水溶液 D．乙醇

②沉淀滴定法測定產品純度，是以淡黃色K2CrO4溶液作指示劑，將AgNO3標準溶液滴入樣品溶液，至少量Ag2CrO4出現（即析出橘紅色沉淀），達到滴定終點。AgNO3溶液要裝在棕色的酸式滴定管里進行滴定，理由是__________。下列操作合理的是______。

A．滴定管管尖不可接觸錐形瓶內壁

B．滴定時滴液速度應先快后慢，接近終點時一滴一搖

C．滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上粘附的溶液沖下

D．若未等滴定管液面穩定就讀數，會導致測定結果偏高

E．若發現AgNO3溶液滴加過量，可回滴樣品溶液，至紅色褪去

Answer 1

【答案】2NO2 + 2H+ = NO↑+ NO2↑+ H2OCH3ONO + N2H4 + NaOH =（箭頭也行）NaN3 + CH3OH + 2H2O或 CH3ONO + N2H4H2O + NaOH =（箭頭也行）NaN3 + CH3OH + 2H2O球形冷凝管冷凝回流，平衡氣壓20℃冷水浴 或 緩慢通入氣體等C①④②③ 或 ②④③DAgNO3溶液顯酸性，且見光易分解BCD

【解析】

(1) 步驟Ⅰ中NaNO2與稀硫酸發生副反應生成兩種氣體，其中一種氣體在空氣中可以轉化為產物中的另一種氣體，說明兩種氣體分別為一氧化氮和二氧化氮，則離子方程式為： 2NO2 + 2H+ = NO↑+ NO2↑+ H2O； 步驟Ⅱ中CH3ONO在氫氧化鈉和肼反應生成NaN3，從后面的流程分析，產物還有甲醇，反應方程式為：CH3ONO + N2H4 + NaOH =NaN3 + CH3OH + 2H2O或 CH3ONO + N2H4H2O + NaOH =NaN3 + CH3OH + 2H2O。 (2) ①儀器a為球形冷凝管。該冷凝管的作用為冷凝回流，平衡氣壓。②實驗發現溫度在20℃左右反應的選擇性和轉化率最高，但是該反應屬于放熱反應，所以要控制反應的溫度盡量在20℃左右，或使反應慢慢進行，減少因反應放熱溫度的升高，故答案為： 20℃冷水浴或緩慢通入氣體等。③X應連接冷凝管且應為直形冷凝管，不能用球形冷凝管，避免產物的殘留，故選C。(3)步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作打開K1通入亞硝酸甲酯，打開K2與大氣相通，并使由于反應熱而變成氣體的反應物冷凝成液體流回燒瓶，同時要關閉K3，故選①；步驟Ⅲ中溶液A進行蒸餾的合理操作為關閉K1、K2，打開K3，對燒瓶進行加熱，順序是④②③ 或 ②④③。(4) ①根據亞硝酸甲酯的物理性質中能溶于乙醇、乙醚，水合肼與水或醇互溶，不溶于乙醚和氯仿，所以應選項乙醇對產品進行洗滌，故選D。 ②AgNO3溶液顯酸性，且見光易分解，所以選擇使用棕色的酸式滴定管。A．在滴定終點是，滴定管管尖可接觸錐形瓶內壁，可使滴定管流出的液體充分反應，故錯誤；B．滴定時滴液速度應先快后慢，接近終點時一滴一搖，保證準確控制滴定終點，故正確；C．滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上粘附的溶液沖下，使溶液間充分反應，準確確定滴定終點，故正確；D．若未等滴定管液面穩定就讀數，滴定終點讀數變大，則滴定消耗的體積變大，會導致測定結果偏高，故正確；E．若發現AgNO3溶液滴加過量，不可回滴樣品溶液，滴定的數據錯誤，實驗作廢，故錯誤。故選BCD。