Question

17．疊氮化鈉（化學(xué)式為NaN₃，易溶于水）被廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊，某興趣小組同學(xué)對(duì)其進(jìn)行研究．
【資料在線】①NaN₃受撞擊會(huì)生成Na和N₂      ②NaN₃遇鹽酸、硫酸溶液無氣體生成
③堿石灰是CaO和 NaOH的混合物  ④NaN₃與可溶性的鈣鹽、鋇鹽不反應(yīng)
【問題探究】
（1）NaN₃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)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NH₃，實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)X氣體的方法是用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙觀察現(xiàn)象（或通入滴有無色酚酞的水中，觀察現(xiàn)象）．
（2）工業(yè)級(jí)NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，其原因是（用化學(xué)方程式表示）2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O．
【Na₂CO₃純度測(cè)定】
（3）為測(cè)定某工業(yè)級(jí)NaN₃樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1實(shí)驗(yàn)．

①小明同學(xué)認(rèn)為通過測(cè)定裝置 I中反應(yīng)前后B的質(zhì)量差，再通過相應(yīng)計(jì)算，就可測(cè)定Na₂CO₃的純度，小組內(nèi)同學(xué)通過討論認(rèn)為不可以，其理由可能是二氧化碳中混有濃鹽酸揮發(fā)的氯化氫氣體（或二氧化碳?xì)怏w中混有水蒸氣等合理即可）．
②小剛同學(xué)在大家討論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了裝置II．請(qǐng)分析：裝置II中A的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳；若無裝置C，對(duì)測(cè)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(yàn)二氧化碳已被吸盡．
③小靜同學(xué)認(rèn)為取少量NaN₃樣品溶于水，滴加足量的Ba（NO₃）₂溶液也可以測(cè)定樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如何判斷滴加的試劑已足量取上層清液繼續(xù)滴加Ba（NO₃）₂溶液，若有白色沉淀，說明不足量，若沒有白色沉淀，說明已足量；現(xiàn)取20gNaN₃樣品溶于水配成100g溶液，不斷加入Ba（NO₃）₂溶液，反應(yīng)過程中溶液質(zhì)量與加入Ba（NO₃）₂溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖2所示，請(qǐng)回答：

�。�反應(yīng)生成BaCO₃沉淀的質(zhì)量為1.97g．
ⅱ．計(jì)算樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì)來判斷X的化學(xué)式，再根據(jù)氣體的酸堿性考慮檢驗(yàn)方法；
（2）根據(jù)氫氧化鈉溶液可以和二氧化碳反應(yīng)的性質(zhì)來完成解答；
（3）①濃鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氯化氫氣體，進(jìn)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)碳酸鈉能夠和硝酸鋇反應(yīng)生成沉淀設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)的程度；根據(jù)坐標(biāo)結(jié)合質(zhì)量守恒定律計(jì)算沉淀的質(zhì)量，依據(jù)方程式計(jì)算碳酸鈉及碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解（1）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，氨氣溶于水形成的氨水顯堿性，能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，使無色酚酞試液變紅色，所以可以用無色酚酞試紙或紅色石蕊試紙檢測(cè)；
故答案為：NH₃；用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙觀察現(xiàn)象（或通入滴有無色酚酞的水中，觀察現(xiàn)象）；
（2）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．
故答案為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
 （3）要測(cè)定某工業(yè)級(jí)NaN₃樣品中含有Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)而求出Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
①裝置 I用濃鹽酸與樣品反應(yīng)，濃鹽酸具有揮發(fā)性，產(chǎn)生的氯化氫氣體被裝置B吸收，二氧化碳?xì)怏w逸出時(shí)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(jìn)入B裝置，使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差等；
故答案為：二氧化碳中混有濃鹽酸揮發(fā)的氯化氫氣體（或二氧化碳?xì)怏w中混有水蒸氣等合理即可）；
 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(yàn)；C裝置的濃硫酸干燥CO₂氣體，若無C裝置會(huì)使實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(jìn)入D裝置；
故答案為：吸收空氣中的水和二氧化碳；偏大；檢驗(yàn)二氧化碳已被吸盡；
③因?yàn)樘妓徕c能夠和硝酸鋇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鋇沉淀，因此可以取上層清液繼續(xù)滴加Ba（NO₃）₂溶液，若有白色沉淀，說明不足量，若沒有白色沉淀，說明已足量；
�。�根據(jù)坐標(biāo)及質(zhì)量守恒定律可知，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為：100g+100g-198.03g=1.97g；
ⅱ．根據(jù)化學(xué)方程式中碳酸鋇的質(zhì)量計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
故答案為：取上層清液繼續(xù)滴加Ba（NO₃）₂溶液，若有白色沉淀，說明不足量，若沒有白色沉淀，說明已足量；
ⅰ.1.97；
ⅱ．設(shè)樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量為x．
Na₂CO₃+Ba（NO₃）₂═2NaNO₃+BaCO₃↓
106                       197
x                         1.97g
$\frac{106}{x}$=$\frac{197}{1.97g}$    x=1.06g
該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{1.06g}{20g}$×100%=5.3%
答：該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于信息題的考查，綜合實(shí)驗(yàn)涉及知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生思維能力要求高，既考查知識(shí)的識(shí)記、理解、遷移、運(yùn)用，又考查分析、對(duì)比、歸納等思維能力，符合素質(zhì)教育培養(yǎng)學(xué)生能力的要求，是中考方向，對(duì)這類題目要重點(diǎn)訓(xùn)練．