Question

【题目】叠氮化钠(NaN3）被广泛应用于汽车安全气囊，某兴趣小组对其进行下列研究．

【应用研究】：(1)汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN3，迅速分解为Na、N2，反应方程式为____。

【制备研究】：(2)将金属钠与液态氨反应得NaNH2，再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X，该反应的化学方程式为2NaNH3＋N2O = NaN3＋NaOH＋X,实验室检验X气体使用的试纸是湿润的________。

【Na2CO3质量分数测定】：工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3，为测定样品中Na2CO3的质量分数设计如图，装置（已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体）。

(3)装置A的作用是________。

设计的实验步骤为：

①精确称量样品，检查装置气密性；

②打开弹簧夹，鼓入空气，称量装置C；

③关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；

④再打开弹簧夹，________；

⑤再次称量装置C。

计算碳酸钠含量至少需要测定________（填数字）个数据。根据制备反应，分析工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因________。

【NaN3纯度测定】

精确称量0.140 g NaN3样品，设计如图装置，测定其纯度。已知2 NaN33N2 (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)检查该装置气密性的方法是连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，两边高度差________（填“变大”、“变小”或“不变”），说明气密性良好。

(5)使小试管中的NaN3样品与M溶液接触的操作是________。

(6)使用冷水冷凝的目的是________。反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，反应后读数时，还需要进行的操作是________。

(7)常温下测得量气管读数为67.2 mL(N2的密度为（1.25 g/L)，则实验中选用的量气管规格合适的是________（填字母序号）。

A. 100 mL B. 1 L C. 2 L

(8)计算NaN3样品的纯度（写出计算过程）。_________________

Answer 1

【答案】 2NaN3 2Na+3N2↑ 无色酚酞试纸或红色石蕊试纸 除去空气中的二氧化碳和水蒸气 鼓入空气 3 制备过程中未除净的氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成的 不变 使锥形瓶倾斜 除去生成的气体中的水蒸气 调节量气管，使两侧的液面保持水平 A 92.86%（氮气质量、叠氮化钠质量、叠氮化钠质量分数各1分）

【解析】（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN3迅速分解为Na、N2，即反应物是NaN3，生成物是Na、N2，条件是撞击，所以反应方程式为 2NaN3 2Na+3N2↑．（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的化学式为：NH3．（3）碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳气体，所以A的作用是除去空气中的二氧化碳和水蒸气；④再打开弹簧夹，鼓入空气能将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置．为测定碳酸钠的含量只是要称量样品的质量和氢氧化钠吸收二氧化碳前后的质量，（4）制备工业级NaN3时同时生成氢氧化钠，它能和空气中的二氧化碳反应生成Na2CO3．

连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，如装置严密，装置内气压不变，两边高度差不变．(5)使小试管中的NaN3样品与M溶液接触的操作是使锥形瓶倾斜(6）使用冷水冷凝的目的是除去生成的气体中的水蒸气 。反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，气体的体积受压强影响；反应后读数时，还需要进行的操作是调节量气管，使两侧的液面保持水平，液面上压强相同。（7）常温下测得量量取体积时，量筒的量程要和所测体积相近，且只能一次量出，所以选100mL的量筒．

（8）生成氮气的质量为67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g．

设NaN3样品的纯度X

2NaN32Na+3N2↑．

130 84

X×0.140g 0.084g

130/ X×0.140g=84/ 0.084g

解得：X=92.86%

答：NaN3样品的纯度92.86%