题目内容

叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某兴趣小组对其进行下列研究.
应用研究:
(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3,迅速分解为Na、N2,反应方程式为
 

制备研究:
(2)将金属钠与液态氨反应得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X,实验室检验X气体使用的试纸是湿润的
 

Na2CO3质量分数测定:工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,为测定样品中Na2CO3的质量分数设计如图
装置(已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体).
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(3)装置A的作用是
 
.设计的实验步
骤为:①精确称量样品,检查装置气密性;②打开弹簧夹,鼓入空气,称量装置C;③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④再打开弹簧夹,
 
;⑤再次称量装置C.计算碳酸钠含量至少需要测定
 
(填数字)个数据.根据制备反应,分析工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因
 

NaN3纯度测定:
精确称量0.140g NaN3样品,设计如图装置,测定其纯度.已知2NaN3→3N2
(NaN3中的N全部转化为N2,其他产物略),反应中放出大量的热.
(4)检查该装置气密性的方法是连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差
 
(填“变大”、“变小”或“不变”),说明气密性良好.
(5)使小试管中的NaN3样品与M溶液接触的操作是
 

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(6)使用冷水冷凝的目的是
 
.反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度,并使两边液面相平,反应后读数时,还需要进行的操作是
 

(7)常温下测得量气管读数为67.2mL(N2的密度为1.25g/L),则实验中选用的量气管规格合适的是
 
(填字母序号).
A.100mL   B.1L    C.2L
(8)计算NaN3样品的纯度(写出计算过程).
分析:(1)根据信息判断反应物、生成物、反应条件,然后写出方程式.
(2)根据质量守恒定律和氨水呈碱性回答.
(3)根据碱石灰的成分和用途回答前一空;④再打开弹簧夹,鼓入空气能将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置.
(4)根据出现液面差后,如装置严密,装置内的气压不变的情况回答.
(5)使锥形瓶倾斜,让小试管倾斜其中的药品流出来.
(6)反应可能产生水蒸气,使用冷水冷凝可除去生成的气体中的水蒸气;生成的气体进入量气管后,右管中液面上升,液柱形成的压强对气体体积大小有影响,反应后读数时,还需要进行的操作是调节量气管使,两侧的液面保持水平.
(7)量取体积时,量筒的量程要和所测体积相近,且只能一次量出.
(8)先根据体积和密谋计算氮气的体积,再利用关系式2NaN3→3N2计算NaN3样品的纯度.
解答:解:(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3迅速分解为Na、N2,即反应物是NaN3,生成物是Na、N2,条件是撞击,所以反应方程式为 2NaN3
  撞击  
.
 
2Na+3N2↑.
(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,可确定气体X为氨气,氨水呈碱性,检验时用无色酚酞试纸或红色石蕊试纸.
(3)碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠,二者既能吸收水分,又能吸收二氧化碳气体,所以A的作用是除去空气中的二氧化碳和水蒸气;④再打开弹簧夹,鼓入空气能将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置;计算碳酸钠含量,要知道样品的质量、反应前后C装置的质量,共3个数据;制备工业级NaN3时同时生成氢氧化钠,它能和空气中的二氧化碳反应生成Na2CO3
(4)连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,如装置严密,装置内气压不变,两边高度差不变.
(5)使小试管中的NaN3样品与M溶液接触的操作是使锥形瓶倾斜,让小试管中的药品流出来.
(6)反应可能产生水蒸气,使用冷水冷凝的目的是除去生成的气体中的水蒸气;为了排除两侧液面不水平,液柱形成的压强对气体体积大小有影响,反应后读数时,还需要进行的操作是调节量气管使,两侧的液面保持水平.
(7)量取体积时,量筒的量程要和所测体积相近,且只能一次量出,所以选100mL的量筒.
(8)解:生成氮气的质量为67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g.
    设NaN3样品的纯度X
     2NaN3→3N2
    130      84
X×0.140g   0.084g
   X=92.86%
答:NaN3样品的纯度92.86%.
故答案为:(1)2NaN3
  撞击  
.
 
2Na+3N2↑;
(2)无色酚酞试纸或红色石蕊试纸;
(3)除去空气中的二氧化碳和水蒸气;鼓入空气;3;制备过程中未除净的氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成的;
(4)不变;
(5)使锥形瓶倾斜;
(6)除去生成的气体中的水蒸气;调节量气管使,两侧的液面保持水平;
(7)A;
(8)解:生成氮气的质量为67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g.
    设NaN3样品的纯度X
     2NaN3→3N2
    130      84
X×0.140g   0.084g
   X=92.86%
答:NaN3样品的纯度92.86%..
点评:综合实验涉及知识面广,对学生思维能力要求高,既考查知识的识记、理解、迁移、运用,又考查分析、对比、归纳等思维能力,符合素质教育培养学生能力的要求,是中考方向,对这类题目要重点训练.
练习册系列答案
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.
 
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C2H5OH+3O2
 点燃 
.
 
2CO2+3H2O

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①硝酸铵的铵根离子中氮元素的化合价为
-3
-3
;?
②任选上述两种物质中的一种,写出其发生分解反应的化学方程式
2NaN3
 撞击 
.
 
3N2+2Na
2NaN3
 撞击 
.
 
3N2+2Na
叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某兴趣小组对其进行下列研究.
应用研究
(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3,迅速分解为Na、N2,其反应的化学方程式为
2NaN3
 撞击 
.
 
2Na+3N2
2NaN3
 撞击 
.
 
2Na+3N2

制备研究
(2)将金属钠与液态氨反应得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X,气体X的化学式是
NH3
NH3

Na2CO3质量分数测定
工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,为测定样品中Na2CO3的质量分数设计如图装置(已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体).
(3)装置A的作用是
吸收空气中的水分和二氧化碳气体
吸收空气中的水分和二氧化碳气体
.设计的实验步骤为:①精确称量样品,检查装置气密性;②打开弹簧夹,鼓入空气,称量装置C;③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④再打开弹簧夹,再次鼓入空气;⑤再次称量装置C.其中进行第④步操作的目的是
将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置
将装置中残留的二氧化碳全部排入BC装置

(4)根据制备反应原理,请你分析一下工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因
氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成Na2CO3
氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成Na2CO3

NaN3纯度测定
精确称量0.140g NaN3样品,设计如图装置,测定其纯度.已知2NaN3→3N2
(NaN3中的N全部转化为N2,其他产物略),反应中放出大量的热.
(5)检查该装置气密性的方法是连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差
不变
不变
(填“变大”、“变小”或“不变”),说明气密性良好.
(6)将锥形瓶倾斜,使小试管中的NaN3样品与M溶液接触进行反应.冷却到室温后测得量气管气体量为67.2mL(N2的密度为1.25g/L),则实验中选用的量气管规格合适的是
A
A
(填字母序号).
A.100mL           B.1L            C.2L
(7)使用冷水冷凝的目的是
除去生成的气体中的水蒸气
除去生成的气体中的水蒸气

(8)计算NaN3样品的纯度(写出计算过程).

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