Question

【题目】叠氮化钠（NaN3）是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程如图所示：

已知：NaN3能与AgNO3反应生成白色难溶于水的AgN3；部分相关物质的物理性质如下表：

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

请回答：

（1）步骤Ⅰ中NaNO2与稀硫酸发生副反应生成两种气体（其中一种气体在空气中可以转化为产物中的另一种气体）的离子方程式为_________________________；步骤Ⅱ中生成NaN3的化学方程式为______________________。

（2）实验室模拟步骤Ⅱ，实验装置如图（装置中冷却水省略，下同）：

①仪器a的名称为____________，作用是_________________。

②根据实验发现温度在20℃左右反应的选择性和转化率最高，但是该反应属于放热反应，因此可以采取的措施是____________。（合理给分）

③图中X处连接的最合适装置应为下图中的_________。

（3）步骤Ⅱ中制备叠氮化钠的操作是_______；步骤Ⅲ中溶液A进行蒸馏的合理操作顺序是___________。(填序号)①打开K1、K2，关闭K3 ②打开K3 ③加热 ④关闭K1、K2

（4）步骤Ⅳ对溶液B加热蒸发至溶液体积的1/3，NaN3结晶析出。

①步骤Ⅴ可以用_______洗涤晶体。

A．水 B．乙醚 C．乙醇水溶液 D．乙醇

②沉淀滴定法测定产品纯度，是以淡黄色K2CrO4溶液作指示剂，将AgNO3标准溶液滴入样品溶液，至少量Ag2CrO4出现（即析出橘红色沉淀），达到滴定终点。AgNO3溶液要装在棕色的酸式滴定管里进行滴定，理由是__________。下列操作合理的是______。

A．滴定管管尖不可接触锥形瓶内壁

B．滴定时滴液速度应先快后慢，接近终点时一滴一摇

C．滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下

D．若未等滴定管液面稳定就读数，会导致测定结果偏高

E．若发现AgNO3溶液滴加过量，可回滴样品溶液，至红色褪去

Answer 1

【答案】2NO2 + 2H+ = NO↑+ NO2↑+ H2OCH3ONO + N2H4 + NaOH =（箭头也行）NaN3 + CH3OH + 2H2O或 CH3ONO + N2H4H2O + NaOH =（箭头也行）NaN3 + CH3OH + 2H2O球形冷凝管冷凝回流，平衡气压20℃冷水浴 或 缓慢通入气体等C①④②③ 或 ②④③DAgNO3溶液显酸性，且见光易分解BCD

【解析】

(1) 步骤Ⅰ中NaNO2与稀硫酸发生副反应生成两种气体，其中一种气体在空气中可以转化为产物中的另一种气体，说明两种气体分别为一氧化氮和二氧化氮，则离子方程式为： 2NO2 + 2H+ = NO↑+ NO2↑+ H2O； 步骤Ⅱ中CH3ONO在氢氧化钠和肼反应生成NaN3，从后面的流程分析，产物还有甲醇，反应方程式为：CH3ONO + N2H4 + NaOH =NaN3 + CH3OH + 2H2O或 CH3ONO + N2H4H2O + NaOH =NaN3 + CH3OH + 2H2O。 (2) ①仪器a为球形冷凝管。该冷凝管的作用为冷凝回流，平衡气压。②实验发现温度在20℃左右反应的选择性和转化率最高，但是该反应属于放热反应，所以要控制反应的温度尽量在20℃左右，或使反应慢慢进行，减少因反应放热温度的升高，故答案为： 20℃冷水浴或缓慢通入气体等。③X应连接冷凝管且应为直形冷凝管，不能用球形冷凝管，避免产物的残留，故选C。(3)步骤Ⅱ中制备叠氮化钠的操作打开K1通入亚硝酸甲酯，打开K2与大气相通，并使由于反应热而变成气体的反应物冷凝成液体流回烧瓶，同时要关闭K3，故选①；步骤Ⅲ中溶液A进行蒸馏的合理操作为关闭K1、K2，打开K3，对烧瓶进行加热，顺序是④②③ 或 ②④③。(4) ①根据亚硝酸甲酯的物理性质中能溶于乙醇、乙醚，水合肼与水或醇互溶，不溶于乙醚和氯仿，所以应选项乙醇对产品进行洗涤，故选D。 ②AgNO3溶液显酸性，且见光易分解，所以选择使用棕色的酸式滴定管。A．在滴定终点是，滴定管管尖可接触锥形瓶内壁，可使滴定管流出的液体充分反应，故错误；B．滴定时滴液速度应先快后慢，接近终点时一滴一摇，保证准确控制滴定终点，故正确；C．滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶壁上粘附的溶液冲下，使溶液间充分反应，准确确定滴定终点，故正确；D．若未等滴定管液面稳定就读数，滴定终点读数变大，则滴定消耗的体积变大，会导致测定结果偏高，故正确；E．若发现AgNO3溶液滴加过量，不可回滴样品溶液，滴定的数据错误，实验作废，故错误。故选BCD。