Question

4．疊氮化鈉（NaN₃）被廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊，某化學小組同學對其進行下列研究．
【査閱資料】
①NaN₃受撞擊會生成Na、N₂
②NaN₃遇鹽酸、H₂SO₄溶液無氣體生成
③堿石灰是CaO和NaOH的混合物
④NaN₃的制備方法是：將金屬鈉與液態(tài)氨反應(yīng)制得NaNH₂，再將NaNH₂與N₂O反應(yīng)可生成NaN₃、NaOH和NH₃
【問題探究】
（1）汽車受撞擊后，30毫秒內(nèi)引發(fā)NaN₃迅速分解，該反應(yīng)的化學方程式為2NaN₃$\stackrel{撞擊}{=}$2Na+3N₂；
（2）工業(yè)級NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，其原因是2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O（用化學方程式表示）；
（3）為測定某工業(yè)級NaN₃樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，小組同學設(shè)計了如圖實驗裝罝：

①小明同學認為通過測定裝置I中反應(yīng)前后B的質(zhì)量差，再通過相應(yīng)計算，就可測定Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，小組同學通過討論認為不可行，其理由可能是濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氯化氫氣體被裝置B吸收（答出一種即可）
②小明同學在大家討論的基礎(chǔ)上，又設(shè)計了裝罝Ⅱ，請分析：裝置Ⅱ中A的作用是吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣．若無裝置C，對測定結(jié)果造成的影響是偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．裝置E的作用是檢驗二氧化碳是否被D裝置完全吸收．
③根據(jù)裝置Ⅱ，小組同學設(shè)計的實驗步驟有：
a．稱量裝置D
b．稱量樣品，檢査裝置氣密性
c．打開彈簧夾，鼓入空氣
d．關(guān)閉彈簧夾，打開分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量的稀琉酸，關(guān)閉活塞和玻璃塞．
其正確的順序為bcadca（填字母序號，可重復）
④計算碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)時，至少需要測定3個數(shù)據(jù)．（填數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)信息判斷反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，然后寫出方程式．
（2）氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳反應(yīng)反應(yīng)生成碳酸鈉；
（3）①濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氯化氫氣體，進入B裝置；
②根據(jù)堿石灰、濃硫酸、澄清石灰水的成分和用途回答；
③根據(jù)反應(yīng)原理設(shè)計試驗步驟；
④計算碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)時，至少需要測定3個數(shù)據(jù)：試樣、裝置+稀硫酸質(zhì)量、裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣．

解答 解：（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2NaN₃$\stackrel{撞擊}{=}$2Na+3N₂；
（2）根據(jù)工業(yè)制NaN₃的原理，在制備過程中有NaOH生成，NaOH易和空氣中的CO₂反應(yīng)生成碳酸鈉，化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（3）要測定某工業(yè)級NaN₃樣品中含有Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)NaN₃遇鹽酸、H₂SO₄溶液無氣體生成，而Na₂CO₃遇鹽酸、H₂SO₄溶液生成CO₂氣體，由CO₂的質(zhì)量可以求出Na₂CO₃的質(zhì)量，進而求出Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)；
①裝置 I用濃鹽酸與樣品反應(yīng)，濃硫酸具有揮發(fā)性，產(chǎn)生的氯化氫氣體被裝置B吸收，二氧化碳氣體逸出時帶出的水蒸氣在裝置B中冷凝而被吸收；裝置A、B內(nèi)空氣中的二氧化碳被裝置B吸收；A中生成的二氧化碳不能全部進入B裝置，使實驗產(chǎn)生誤差等；
②裝置II中A中藥品是堿石灰，堿石灰可作干燥劑，能吸收空氣中的水分和二氧化碳，防止空氣中水蒸汽和二氧化碳干擾試驗；C裝置的濃硫酸干燥CO₂氣體，若無C裝置會使實驗結(jié)果偏大；CO₂通入澄清石灰水，使澄清石灰水變渾濁，裝置E的作用是檢驗二氧化碳是否被D裝置完全吸收，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入D裝置；
③根據(jù)裝置II，小組同學設(shè)計的實驗步驟為：稱量樣品，檢查裝置氣密性；打開彈簧夾，鼓入空氣；稱量裝置D；打開分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量的稀硫酸，關(guān)閉活塞和玻璃塞；打開彈簧夾，鼓入空氣；稱量裝置D；其正確順序為bcadca．
④計算碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)時，至少需要測定3個數(shù)據(jù)：試樣、裝置+稀硫酸質(zhì)量、裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣．
故答案為：
（1）2NaN₃═2Na+3N₂↑；（2）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
（3）①濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氯化氫氣體被裝置B吸收；二氧化碳氣體逸出時帶出的水蒸氣在裝置B中冷凝而被吸收；裝置A、B內(nèi)空氣中的二氧化碳被裝置B吸收；A中生成的二氧化碳不能全部進入B裝置，使實驗產(chǎn)生誤差；（除加點字外再答出任意一條即可）
②吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣；偏大；檢驗二氧化碳是否被D裝置完全吸收；防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入D裝置；（答出前一點即可）
③bcadca；④3．

點評 綜合實驗涉及知識面廣，對學生思維能力要求高，既考查知識的識記、理解、遷移、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，符合素質(zhì)教育培養(yǎng)學生能力的要求，是中考方向，對這類題目要重點訓練．