Question

(15分）疊氮化鈉(NaN₃）被廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊，某興趣小組對(duì)其進(jìn)行下列研究．
【應(yīng)用研究】
(1)汽車經(jīng)撞擊后，30毫秒內(nèi)引發(fā)NaN₃，迅速分解為Na、N₂，反應(yīng)方程式為_(kāi)______。
【制備研究】
(2)將金屬鈉與液態(tài)氨反應(yīng)得NaNH₂，再將NaNH₂與N₂O反應(yīng)可生成NaN₃、NaOH和
氣體X，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaNH₃＋N₂O = NaN₃＋NaOH＋X,實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)X
氣體使用的試紙是濕潤(rùn)________。
【Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定】
工業(yè)級(jí)NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，為測(cè)定樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)計(jì)如圖裝置（已知H₂SO₄溶液與NaN_3,反應(yīng)不生成氣體）。

(3)裝置A的作用是_____。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟為：①精確稱量樣品，檢查裝置氣密性；②打開(kāi)彈簧夾，鼓入空氣，稱量裝置C；③關(guān)閉彈簧夾，打開(kāi)分液漏斗活塞；④再打開(kāi)彈簧夾，_______；⑤再次稱量裝置C。計(jì)算碳酸鈉含量至少需要測(cè)定______（填數(shù)字）個(gè)數(shù)據(jù)。根據(jù)制備反應(yīng)，分析工業(yè)級(jí)NaN₃中含有Na₂CO₃的可能原因_______。

M

【NaN₃純度測(cè)定】

精確稱量0.140 g NaN₃樣品，設(shè)計(jì)如圖裝置，測(cè)定其純度。已知2 NaN₃→ 3N₂
(NaN₃中的N全部轉(zhuǎn)化為N₂，其他產(chǎn)物略），反應(yīng)中放出大量的熱。

(4）檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置，從水準(zhǔn)瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標(biāo)記，一段時(shí)間后，兩邊高度差_____（填“變大”、“變小”或“不變”），說(shuō)明氣密性良好。
(5)使小試管中的NaN₃樣品與M溶液接觸的操作是______。
(6）使用冷水冷凝的目的是______。反應(yīng)前應(yīng)將液面調(diào)節(jié)到量氣管的“0”刻度，并使兩邊液面相平，反應(yīng)后讀數(shù)時(shí)，還需要進(jìn)行的操作是_______。
(7)常溫下測(cè)得量氣管讀數(shù)為67.2 mL(N₂的密度為1.25 g/L)，則實(shí)驗(yàn)中選用的量氣管規(guī)格合適的是_____（填字母序號(hào)）。
A. 100 mL                B. 1 L                   C. 2 L
(8)計(jì)算NaN₃樣品的純度（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）。

Answer 1

略

（1）汽車經(jīng)撞擊后，30毫秒內(nèi)引發(fā)NaN₃迅速分解為Na、N₂，即反應(yīng)物是NaN₃，生成物是Na、N₂，條件是撞擊，所以反應(yīng)方程式為 2NaN₃2Na+3N₂↑．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，可確定氣體X的化學(xué)式為：NH₃．
（3）堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳?xì)怏w，所以A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；④再打開(kāi)彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．
（4）制備工業(yè)級(jí)NaN₃時(shí)同時(shí)生成氫氧化鈉，它能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成Na₂CO₃．
（5）連接好裝置，從水準(zhǔn)瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標(biāo)記，一段時(shí)間后，如裝置嚴(yán)密，裝置內(nèi)氣壓不變，兩邊高度差不變．
（6）量取體積時(shí)，量筒的量程要和所測(cè)體積相近，且只能一次量出，所以選100mL的量筒．
（7）反應(yīng)可能產(chǎn)生水蒸氣，使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣．
（8）生成氮?dú)獾馁|(zhì)量為67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g．
設(shè)NaN₃樣品的純度X
2NaN₃2Na+3N₂↑．
130             84
X?0.140g     0.084g

解得：X="92.86%"
答：NaN₃樣品的純度92.86%．
故答案為：（1）2NaN₃2Na+3N₂↑．
（2）NH₃．
（3）吸收空氣中的水分和二氧化碳?xì)怏w；將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．
（4）氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成Na₂CO₃．
（5）不變．
（6）A．
（7）除去生成的氣體中的水蒸氣．
（8）92.86%．