Question

(15分）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________。
【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NaN_3,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_______。

M

【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 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）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

略

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 2NaN₃2Na+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．
（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．
（5）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．
（6）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．
（7）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．
（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

解得：X="92.86%"
答：NaN₃样品的纯度92.86%．
故答案为：（1）2NaN₃2Na+3N₂↑．
（2）NH₃．
（3）吸收空气中的水分和二氧化碳气体；将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置．
（4）氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成Na₂CO₃．
（5）不变．
（6）A．
（7）除去生成的气体中的水蒸气．
（8）92.86%．