Question

【题目】叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，是汽车安全气囊中的主要成分，能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起。工业级NaN3的制备分两步进行，反应的化学方程式如下：

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

实验室利用如下装置模拟工业级NaN3的制备。

（1）装置A用于制取NH3，右图装置I和Ⅱ为气体发生装置。若选用装置I，则发生反应的化学方程式为_________________________________；若选用装置Ⅱ，则试剂X是___________(填试剂名称)，仪器a的名称是___________。

（2）装置B的作用是_______________________________________________________。

（3）加热前需要先往装置C中通一段时间NH3的目的是______________________________。

（4）当观察到装置C中熔融钠单质的银白色光泽全部消失时，停止通氨气，开始通入N2O。装置C中的Y为___________(填字母)。

A.冷水浴 B.热水浴 C油浴

（5）该实验装置的缺陷是_________________________________(任写一点)。

（6）反应完全结束后，取出装置C中的混合物先后经加水、加乙醇、过滤、洗涤、干燥等操作得到NaN3固体，其中洗涤操作可用乙醚洗涤NaN3固体的原因___________。

（7）实验室用滴定法测定叠氮化钠产品中NaN3的质量分数：

操作方法：取2.500g产品配制成500.0mL溶液。取25.00mL溶液置于锥形瓶中，加入25.00mL0.1010mol·L－1(NH4)Ce(NO3)6溶液。充分反应后，稍稀释，加入4mL浓硫酸，滴入邻菲罗啉指示液，用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的体积为14.80mL。

测定过程发生反应的方程式为：

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

Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。

产品中NaN3的质量分数为___________%(保留1位小数)。

Answer 1

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ 浓氨水 蒸馏烧瓶 干燥氨气 排出装置内的空气，防止Na与空气中的氧气发生反应而影响产率 C 没有尾气处理装置 NaN3不溶于乙醚 92.8%

【解析】

A装置为制取氨气装置，Ⅰ装置是氯化铵与氢氧化钙加热制取氨气，Ⅱ装置为浓氨水与生石灰制取氨气；B装置为干燥氨气，因为叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水，所以必须保证干燥环境；C装置为制取叠氮化钠(NaN3)的装置。反应之前应该排出装置内的空气，防止Na与空气中的氧气发生反应而影响产率，同时应该有尾气处理装置；根据得失电子数相等列等式进行计算。

（1）装置A用于制取NH3，若选用装置Ⅰ，则发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑，若选用装置Ⅱ用浓氨水与生石灰制取氨气；

正确答案：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ 浓氨水 蒸馏烧瓶

（2）A中产生的氨气中混有水蒸气，为防止Na与水蒸气反应，B中碱石灰的作用是干燥氨气；

正确答案：干燥氨气

（3）因为Na会与空气中的氧气反应，造成产品不纯影响产率，所以加热前需要先往装置C中通一段时间NH3排出装置内的空气；

正确答案：排出装置内的空气，防止Na与空气中的氧气发生反应而影响产率。

（4）根据已知i. 2Na +2NH32NaNH2+ H2 ii. NaNH2+ N2ONaN3+H2O可知反应温度210℃-220℃，所以只能选择油浴加热；

正确答案：C。

（5）该实验装置的缺陷是没有尾气处理装置会造成环境污染；

正确答案：没有尾气处理装置

（6）根据题干可知叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，乙醚洗涤叠氮化钠可减少叠氮化钠的损失；

正确答案：NaN3不溶于乙醚。

（7）根据已知可知Ce4+～NaN3 和Ce4+～Fe2+，Ce4+得电子数等于NaN3与Fe2+失电子数列等式计算，设产品NaN3的质量分数为x，则

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

正确答案：92.8%。