Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，是汽車安全氣囊中的主要成分，能在發(fā)生碰撞的瞬間分解產(chǎn)生大量氣體將氣囊鼓起。工業(yè)級NaN3的制備分兩步進(jìn)行，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

i. 2Na +2NH32NaNH2+ H2 ii. NaNH2+ N2ONaN3+H2O

實(shí)驗(yàn)室利用如下裝置模擬工業(yè)級NaN3的制備。

（1）裝置A用于制取NH3，右圖裝置I和Ⅱ為氣體發(fā)生裝置。若選用裝置I，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________；若選用裝置Ⅱ，則試劑X是___________(填試劑名稱)，儀器a的名稱是___________。

（2）裝置B的作用是_______________________________________________________。

（3）加熱前需要先往裝置C中通一段時間NH3的目的是______________________________。

（4）當(dāng)觀察到裝置C中熔融鈉單質(zhì)的銀白色光澤全部消失時，停止通氨氣，開始通入N2O。裝置C中的Y為___________(填字母)。

A.冷水浴 B.熱水浴 C油浴

（5）該實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷是_________________________________(任寫一點(diǎn))。

（6）反應(yīng)完全結(jié)束后，取出裝置C中的混合物先后經(jīng)加水、加乙醇、過濾、洗滌、干燥等操作得到NaN3固體，其中洗滌操作可用乙醚洗滌NaN3固體的原因___________。

（7）實(shí)驗(yàn)室用滴定法測定疊氮化鈉產(chǎn)品中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

操作方法：取2.500g產(chǎn)品配制成500.0mL溶液。取25.00mL溶液置于錐形瓶中，加入25.00mL0.1010mol·L－1(NH4)Ce(NO3)6溶液。充分反應(yīng)后，稍稀釋，加入4mL濃硫酸，滴入鄰菲羅啉指示液，用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的Ce4+，消耗(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為14.80mL。

測定過程發(fā)生反應(yīng)的方程式為：

2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑

Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。

產(chǎn)品中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________%(保留1位小數(shù))。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ 濃氨水 蒸餾燒瓶 干燥氨氣 排出裝置內(nèi)的空氣，防止Na與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)而影響產(chǎn)率 C 沒有尾氣處理裝置 NaN3不溶于乙醚 92.8%

【解析】

A裝置為制取氨氣裝置，Ⅰ裝置是氯化銨與氫氧化鈣加熱制取氨氣，Ⅱ裝置為濃氨水與生石灰制取氨氣；B裝置為干燥氨氣，因?yàn)榀B氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，所以必須保證干燥環(huán)境；C裝置為制取疊氮化鈉(NaN3)的裝置。反應(yīng)之前應(yīng)該排出裝置內(nèi)的空氣，防止Na與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)而影響產(chǎn)率，同時應(yīng)該有尾氣處理裝置；根據(jù)得失電子數(shù)相等列等式進(jìn)行計算。

（1）裝置A用于制取NH3，若選用裝置Ⅰ，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑，若選用裝置Ⅱ用濃氨水與生石灰制取氨氣；

正確答案：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ 濃氨水 蒸餾燒瓶

（2）A中產(chǎn)生的氨氣中混有水蒸氣，為防止Na與水蒸氣反應(yīng)，B中堿石灰的作用是干燥氨氣；

正確答案：干燥氨氣

（3）因?yàn)镹a會與空氣中的氧氣反應(yīng)，造成產(chǎn)品不純影響產(chǎn)率，所以加熱前需要先往裝置C中通一段時間NH3排出裝置內(nèi)的空氣；

正確答案：排出裝置內(nèi)的空氣，防止Na與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)而影響產(chǎn)率。

（4）根據(jù)已知i. 2Na +2NH32NaNH2+ H2 ii. NaNH2+ N2ONaN3+H2O可知反應(yīng)溫度210℃-220℃，所以只能選擇油浴加熱；

正確答案：C。

（5）該實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷是沒有尾氣處理裝置會造成環(huán)境污染；

正確答案：沒有尾氣處理裝置

（6）根據(jù)題干可知疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，乙醚洗滌疊氮化鈉可減少疊氮化鈉的損失；

正確答案：NaN3不溶于乙醚。

（7）根據(jù)已知可知Ce4+～NaN3 和Ce4+～Fe2+，Ce4+得電子數(shù)等于NaN3與Fe2+失電子數(shù)列等式計算，設(shè)產(chǎn)品NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則

25.00×0.1010×10-3=×+0.0500×14.80×10-3計算得x=92.8%

正確答案：92.8%。