Question

20．叠氮化钠（NaN₃）是汽车安全气囊中的主要成分，能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起．实验室测定叠氮化钠样品中NaN₃的质量分数．
实验步骤如下：
①称取约2.5000g叠氮化钠试样，配成250mL溶液．
②准确量取25.00mL溶液置于锥形瓶中，用滴定管加入50.00mL 0.1000mol•L^-1
（NH₄）₂Ce（NO₃）₆（六硝酸铈铵），
[发生反应为：2（NH₄）₂Ce（NO₃）₆+2NaN₃=4NH₄NO₃+2Ce（NO₃）₃+2NaNO₃+3N₂↑]（杂质不参与反应）．
③反应后将溶液稍稀释，然后向溶液中加入5mL浓硫酸，滴入2滴邻菲哕啉指示液，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（硫酸亚铁铵）标准滴定溶液滴定过量的Ce⁴⁺至溶液由淡绿色变为黄红色（发生的反应为：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺），消耗硫酸亚铁铵标准溶液24.00mL．
（1）步骤①配制叠氮化钠溶液时，除需用到烧杯、玻璃棒、量筒外，还用到的玻璃仪器有250mL容量瓶、胶头滴管．
（2）叠氮化钠受撞击时生成两种单质，反应的化学方程式为2NaN₃ $\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$2Na+3N₂↑；．
（3）若其它读数正确，滴定到终点后，读取滴定管中（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液体积按图图示读取，将导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏小（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（4）通过计算确定叠氮化钠试样中含NaN₃的质量分数为多少（写出计算过程）．

Answer 1

分析 ①称取约2.5000g叠氮化钠试样，配成250mL溶液，需用到烧杯、玻璃棒、量筒外，还用到的玻璃仪器有，250mL容量瓶、胶头滴管．
②准确量取25.00mL溶液置于锥形瓶中，用滴定管加入50.00mL 0.1000mol•L^-1（NH₄）₂Ce（NO₃）₆（六硝酸铈铵），
[发生反应为：2（NH₄）₂Ce（NO₃）₆+2NaN₃=4NH₄NO₃+2Ce（NO₃）₃+2NaNO₃+3N₂↑]（杂质不参与反应）．
③反应后将溶液稍稀释，然后向溶液中加入5mL浓硫酸，滴入2滴邻菲哕啉指示液，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（硫酸亚铁铵）标准滴定溶液滴定过量的Ce⁴⁺至溶液由淡绿色变为黄红色（发生的反应为：Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺），消耗硫酸亚铁铵标准溶液24.00mL．
（1）溶液配制的实验过程和步骤分析需要的仪器；
（2）叠氮化钠受撞击时生成两种单质为氮气和钠；
（3）读取滴定管中 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液体积按右图图示读取，读数增大，计算过程中剩余铈离子物质的量增大，则叠氮化钠的物质的量减小；
（4）计算n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]，n[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]，结合滴定过程，叠氮化钠和六硝酸铈铵反应，剩余的六硝酸铈铵，加入浓硫酸铁红为Ce⁴⁺，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（硫酸亚铁铵）标准滴定溶液滴定过量的Ce⁴⁺，结合化学方程式定量关系计算．

解答 解：（1）步骤①配制叠氮化钠溶液时，除需用到烧杯、玻璃棒、量筒外，还用到的玻璃仪器有，250mL容量瓶、胶头滴管；
故答案为：250mL容量瓶、胶头滴管；
（2）叠氮化钠受撞击时生成两种单质，反应的化学方程式为：2NaN₃$\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$2Na+3N₂↑；
故答案为：2NaN₃$\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$2Na+3N₂↑；
（3）读取滴定管中 （NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液体积按右图图示读取，读数增大，计算过程中剩余铈离子物质的量增大，则叠氮化钠的物质的量减小；
故答案为：偏小；
（4）计算n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]，n[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]，结合滴定过程，叠氮化钠和六硝酸铈铵反应，剩余的六硝酸铈铵，加入浓硫酸铁红为Ce⁴⁺，用0.0500mol•L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂（硫酸亚铁铵）标准滴定溶液滴定过量的Ce⁴⁺，结合化学方程式定量关系计算；
n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]=0.1000mol•L^-1×50.00×10^-3L=5.000×10^-3mol
n[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]=0.0500mol•L^-1×24.00×10^-3L=1.200×10^-3molw
与NaN₃反应的n[（NH₄）₂Ce（NO₃）₆]=5.000×10^-3mol-1.200×10^-3mol
=3.800×10^-3mol
ω=$\frac{3.800×1{0}^{-3}mol×65g/mol}{2.5000g×\frac{25.00ml}{250.00ml}}$×100%=98.80%；
答：叠氮化钠试样中含NaN₃的质量分数为98.80%．

点评 本题考查了物质组成的实验探究和定量测定方法，过程分析判断，主要是试剂反应过程的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．