Question

【題目】疊氮化鈉（NaN3）被廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊，某化學(xué)小組同學(xué)對其進行下列研究。

【查閱資料】：

①NaN3受撞擊會迅速分解生成Na、N2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

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工業(yè)上制備方法是：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和氣體X，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaNH2＋N2O = NaN3＋NaOH＋X；則X的化學(xué)式為 。

【問題探究】：（一）測定某工業(yè)級NaN3樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)

（1）工業(yè)級NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是（用化學(xué)方程式表示） ；

（2）某同學(xué)設(shè)計如圖裝置測出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，其實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

稱量項目	稱量時間	質(zhì)量（g）
試樣		100.00
裝置+稀硫酸質(zhì)量		241.20
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后15秒	339.20
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后35秒	339.00
裝置+稀硫酸質(zhì)量+試樣	反應(yīng)開始后55秒	339.00

①寫出錐形瓶中發(fā)生的反應(yīng)方程式： ；

②若無濃硫酸的洗氣裝置，會使測定的結(jié)果 （填“偏大”、“偏小”或“不變”）；

③利用表中數(shù)據(jù)計算出碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為 。

【問題探究】：（二）測定某工業(yè)級樣品中NaN3的質(zhì)量分數(shù)

小談同學(xué)精確稱量0.140 g NaN3樣品，設(shè)計如圖裝置測定其質(zhì)量分數(shù)。

已知2NaN3→ 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。

（1）檢查該裝置氣密性的方法是：連接好裝置，從水準管注水， ，說明氣密性良好。

（2）使用冷水冷凝的目的是： 。

（3）傾斜錐形瓶使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸充分反應(yīng)。 常溫下測得量氣管讀數(shù)為67.2 mL(N2的密度為1.25 g/L)，則實驗中選用的量氣管規(guī)格合適的是_____（填字母序號）。

A.100 mL B.1 L C.2 L

（4）計算工業(yè)級樣品中NaN3的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程，結(jié)果保留0.1%）。

Answer 1

【答案】【查閱資料】①2NaN3撞擊3N2↑+ 2Na ④ NH3

【問題探究】：（一）（1）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

（2）①Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ ②偏大 ③5.3%

【問題探究】：（二）（1）U形管左右兩邊會形成液面差 （2）將水蒸氣液化 （3）A

（4）92.9%

【解析】試題分析：NaN3受撞擊會迅速分解生成Na、N2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaN3===2Na+3N2；反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaNH2＋N2O = NaN3＋NaOH＋X；根據(jù)質(zhì)量守恒定律知道參加反應(yīng)的各種原子的個數(shù)和種類不會改變的原則可以確定X的化學(xué)式為NH3；工業(yè)級NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是（用化學(xué)方程式表示）2NaOH + CO2="==" H2O + Na2CO3，錐形瓶中發(fā)生的反應(yīng)方程式：Na2CO3+H2SO4= Na2SO4+ H2O +CO2↑；②若無濃硫酸的洗氣裝置，會使測定的結(jié)果偏大，可能會帶有水分；利用表中數(shù)據(jù)計算出產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量為2.2克，碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為X，

Na2CO3+H2SO4= Na2SO4+ H2O +CO2↑

106 44

100*X克 2.2克

列比例式得：106:100*X克=44:2.2克 解得X=5.3%

檢查該裝置氣密性的方法是：連接好裝置，從水準管注水，左右兩邊出現(xiàn)穩(wěn)定的液面差，說明氣

密性良好。使用冷水冷凝的目的是：使水蒸氣液化（或除去水蒸氣），選取的儀器應(yīng)該接近藥品的體積，所以選用100ml, 氮氣的質(zhì)量為="0.0672" mL*1.25 g/L=0.084克

2NaN3 → 3N2

130 84

0.14*X克 0.084克

列比例式得：130:0.14*X克=84:0.084克 解得X=92.9%。