Question

18．疊氮化鈉（NaN₃）是一種無色晶體，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，廣泛應(yīng)用于汽車安全氣囊．某硝酸工廠擬通過下列方法處理尾氣并制備疊氮化鈉．

（1）NO和NO₂混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)可以合成NaNO₂，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式并用單線橋標出該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目
（2）汽車劇烈碰撞時，安全氣囊中發(fā)生反應(yīng)：10NaN₃+2KNO₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$K₂O+5Na₂O+16N₂↑．假定汽車中某個安全氣囊容積為56L．
①該反應(yīng)中的氧化劑為KNO₃還原劑為NaN₃（填化學(xué)式）
②欲使氣囊中充滿標準狀況下氮氣，則該安全氣囊中生成的K₂O和Na₂O的總質(zhì)量為多少克？（寫出計算過程，保留一位小數(shù)，不考慮固體的體積）．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒，物質(zhì)的量之比1：1的NO和NO₂混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaNO₂，NO中氮元素化合價+2價變化為+3價，NO₂中 但元素化合價+4價變化為+3價，化合價降低值=化合價升高值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此計算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)e-；
（2）①只有N元素的化合價變化，氧化還原反應(yīng)中，元素化合價降低的物質(zhì)做氧化劑，元素化合價升高的物質(zhì)最還原劑；
②安全氣囊容積為56L，氣囊中充滿標準狀況下氮氣，氮氣的物質(zhì)的量為$\frac{56L}{22.4L/mol}$=2.5mol，結(jié)合10NaN₃+2KNO₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$K₂O+5Na₂O+16N₂↑及m=nM計算．

解答 解：（1）物質(zhì)的量之比1：1的NO和NO₂混合氣體與NaOH溶液反應(yīng)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaNO₂，由電子及原子守恒可知反應(yīng)為NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O，NO中氮元素化合價+2價變化為+3價，NO₂中 但元素化合價+4價變化為+3價，化合價降低值=化合價升高值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，據(jù)此計算電子轉(zhuǎn)移總數(shù)e-；單線橋標注電子轉(zhuǎn)移為：
故答案為：；
（2）①10NaN₃+2KNO₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$K₂O+5Na₂O+16N₂↑，反應(yīng)中氮元素化合價-$\frac{1}{3}$價變化為0價，+5價變化為0堿，所以元素化合降低的物質(zhì)做氧化劑，KNO₃為氧化劑，元素化合價升高的做還原劑，NaN₃做還原劑，
故答案為：KNO₃；NaN₃；
②n（N₂）=$\frac{56L}{22.4L/mol}$=2.5mol
設(shè)該安全氣囊反應(yīng)生成的K₂O質(zhì)量為 x，Na₂O質(zhì)量為x，則：
10NaN₃+2KNO₃$\frac{\underline{\;撞擊\;}}{\;}$K₂O+5Na₂O+16N₂↑
                                   94     310        16mol
                                   x          y         2.5mol
x=14.7g；
y=48.4g，
安全氣囊中生成的K₂O和Na₂O的總質(zhì)量為63.1克，
答：該安全氣囊中生成的K₂O和Na₂O的總質(zhì)量為63.1克

點評 本題以物質(zhì)的制備考查氧化還原反應(yīng)及計算、混合物分離提純等，注重高頻考點的考查，側(cè)重化學(xué)反應(yīng)原理應(yīng)用及計算能力的考查，題目難度中等．