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【题目】叠氮化钠(NaN3)是易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,常用作汽车安全气囊中的药剂。实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及实验步骤如下:

①关闭止水夹K2,打开止水夹K1,开始制取氨气。

②加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,停止通入氨气并关闭止水夹K1

③向装置A中的b容器内充入加热介质,并加热到210220℃,然后打开止水夹K2,制取并通入N2O

请回答下列问题:

1)制取氨气可选择的装置是__(填序号,下同),N2O可由NH4NO3240245℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6),则可选择的气体发生装置是__

2)步骤①中先通氨气的目的是__,步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__,步骤③中最适宜的加热方式为___

3)生成NaN3的化学方程式为___

4)反应完全结束后,进行以下操作,得到NaN3固体:

a中混合物NaN3固体

已知NaNH2能与水反应生成NaOH和氨气。操作Ⅱ的目的是___,操作Ⅳ最好选用的试剂是___

5)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:①将2.500g试样配成500.00mL溶液。②取50.00mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00mL0.1010mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8mL浓硫酸,滴入3滴邻菲啰啉指示剂,用0.0500mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+,消耗溶液体积为29.00mL。测定过程的反应方程式为:2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+,试样中NaN3的质量分数为___

【答案】BCD A 排尽装置中的空气 2Na+2NH32NaNH2+H2 油浴加热 NaNH2+N2ONaN3+H2O 降低NaN3的溶解度 乙醚 93.60%

【解析】

(1)实验室可以选用氯化铵与消石灰共热或用浓氨水与新制生石灰(或氢氧化钠固体)或用浓氨水共热制备氨气,由于硝酸铵的熔点低于分解温度,所以用硝酸铵制备一氧化二氮时应防止硝酸铵熔化流出试管;

(2)金属钠具有很强的还原性,能与空气中的氧气反应,步骤①中应先通氨气的目的是用氨气排尽装置中的空气;步骤②的反应为氨气与熔化的钠反应生成氨基钠和氢气;步骤③为210220℃条件下,氨基钠与一氧化二氮反应生成叠氮化钠和水;

(3)由题意可知,210220℃条件下,氨基钠与一氧化二氮反应生成叠氮化钠和水;

(4)叠氮化钠固体微溶于乙醇,不溶于乙醚,操作Ⅱ加入乙醇可降低NaN3的溶解度,促使NaN3析出,操作Ⅳ选用乙醚,减少晶体的损失,有利于产品快速干燥;

(5)(NH4)2Ce(NO3)6的总的物质的量为0.1010mol/L×50×103L0.00505 mol,部分与叠氮化钠反应,剩余的(NH4)2Ce(NO3)6(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,由此计算可得。

(1)实验室可以选用装置C用氯化铵与消石灰共热制备氨气,也可以选用装置D用浓氨水与新制生石灰(或氢氧化钠固体)反应快速制备氨气,还可以选用装置B用浓氨水共热制备氨气,则装置BCD均可以用于制备氨气;由于硝酸铵的熔点低于分解温度,所以用硝酸铵制备一氧化二氮时,为防止硝酸铵熔化流出试管,试管口应向上,则制备一氧化二氮的装置为A,故答案为:BCDA

(2)金属钠具有很强的还原性,能与空气中的氧气反应,则步骤中先通氨气的目的是用氨气排尽装置中的空气,防止加热时空气中的氧气等能与钠反应;步骤②的反应为氨气与熔化的钠反应生成氨基钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2NH32NaNH2+H2;步骤210220℃条件下,氨基钠与一氧化二氮反应生成叠氮化钠和水,则最适宜的加热方式为油浴加热,故答案为:排尽装置中的空气;2Na+2NH32NaNH2+H2;油浴加热;

(3)由题意可知,210220℃条件下,氨基钠与一氧化二氮反应生成叠氮化钠和水,反应的化学方程式为NaNH2+N2ONaN3+H2O,故答案为:NaNH2+N2ONaN3+H2O

(4)由叠氮化钠固体易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚可知,操作加入乙醇的目的是可降低NaN3的溶解度,促使NaN3析出,操作最好选用乙醚,目的是减少晶体的溶解损失,且乙醚易挥发,有利于产品快速干燥,故答案为:降低NaN3的溶解度;乙醚;

(5)(NH4)2Ce(NO3)6的总的物质的量为0.1010mol/L×50×103L0.00505 mol,部分与叠氮化钠反应,剩余的(NH4)2Ce(NO3)6(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,根据反应:Ce4Fe2===Ce3Fe3,参与反应的(NH4)2Ce(NO3)6与标准液的物质的量相等,则参与反应的(NH4)2Ce(NO3)6物质的量为0.050 0 mol/L×29.00×103L0.001 45 mol,故与叠氮化钠反应的(NH4)2Ce(NO3)60.005 05 mol0.001 45 mol0.003 6 mol,根据反应方程式可得NaN3(NH4)2Ce(NO3)6,则2.500 g试样中叠氮化钠的质量为0.003 6 mol×65 g/mol×2.34g,试样中NaN3的质量分数为×100%93.60%,故答案为:93.60%

练习册系列答案
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1.8×105

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C.NaHSNa2S的混合溶液中,一定存在c(Na)c(H)c(OH)c(HS)2c(S2)

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(1)“氧化培烧前需将矿石粉碎成细颗粒,其目的是_________

(2)“酸浸中会产生大量黄绿色气体,写出与盐酸反应的离子方程式:____________;为避免产生上述污染,解决方案为__________

(3)“萃取时存在反应:。实验室中萃取时要用到的主要玻璃仪器名称为__________;图中D是分配比,表示()分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比。保持其它条件不变,在起始料液中加入不同量的以改变水层中的D随起始料液中变化的原因:_____________。在的条件下,取含四价铈总浓度为的酸浸液,向其中加入萃取剂,充分振荡,静置,水层中_________(结果保留二位有效数字)

(4)“反萃取中,在稀硫酸和的作用下转化为在该反应中作用与下列反应中的作用相同的是________

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C.与氧化钙制过氧化钙

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(5)“氧化步骤的化学方程式为:___________

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