Question

【题目】叠氮化钠(NaN3)是汽车安全气囊的主要成分，实验室制取叠氮化钠的实验步骤如下：

①打开装置D导管上的旋塞，加热制取氨气。

②加热装置A中的金属钠，使其熔化并充分反应后，再停止加热装置D并关闭旋塞。

③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210～220℃，然后通入N2O。

④冷却，向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度)，减压浓缩结晶后，再过滤，并用乙醚洗涤，晾干。

（1）装置B中盛放的药品为____。

（2）步骤①中先加热通氨气一段时间的目的是____；步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为____。步骤③中最适宜的加热方式为___(填“水浴加热”，“油浴加热”)。

（3）生成NaN3的化学方程式为____。

（4）产率计算

①称取2.0 g叠氮化钠试样，配成100 mL溶液，并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。

②用滴定管加入0.10 mol·L－1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6＋2NaN3===4NH4NO3＋2Ce(NO3)3＋2NaNO3＋3N2↑](杂质均不参与反应)。

③充分反应后滴入2滴邻菲罗啉指示液，并用0.10 mol·L－1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液，滴定过量的Ce4＋，终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理：Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋)。计算可知叠氮化钠的质量分数为____(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确，滴定到终点后，下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是____(填字母代号)。

A．锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗

B．滴加六硝酸铈铵溶液时，滴加前仰视读数，滴加后俯视读数

C．滴加硫酸亚铁铵标准溶液时，开始时尖嘴处无气泡，结束时出现气泡

D．滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内

（5）叠氮化钠有毒，可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁，反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体，试写出反应的离子方程式____。

Answer 1

【答案】碱石灰(或生石灰、氢氧化钠固体) 排尽装置中的空气 2Na+2NH32NaNH2+H2 油浴加热 NaNH2+N2O NaN3+H2O 65% AC ClO－＋2N3-＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑

【解析】

(1)制备的氨气中含有大量的水，B中盛放碱石灰干燥氨气，

故答案为：碱石灰(或生石灰、氢氧化钠固体)；

(2)用氨气排尽装置中的空气，防止加热时空气中的氧气等能与钠反应，步骤②制备NaNH2，还生成氢气，反应方程式为：2Na+2NH32NaNH2+H2；控制温度210220℃，故选用油浴加热，

故答案为：排尽装置中的空气；2Na+2NH32NaNH2+H2；油浴加热；

(3) NaNH2和N2O在210220℃下反应生成NaN3和水，反应为：NaNH2+N2O NaN3+H2O，

故答案为：NaNH2+N2O NaN3+H2O；

（4）Ce4+的物质的量浓度总计为0.10 molL1×0.04 L=0.004 mol，分别与Fe2+和N3反应。其中与Fe2+按1:1反应消耗0.10 molL1×0.02 L=0.002 mol，则与N3按1:1反应也为0.002 mol，即10 mL所取溶液中有0.002 mol N3，原2.0 g叠氮化钠试样，配成100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3，所以样品质量分数为=65%；

A. 使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶，使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多，滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小，叠氮化钠溶液浓度偏大，故A正确；

B. 六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00 mL，滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大，计算叠氮化钠溶液浓度偏小，故B错误；

C. 滴定前无气泡，终点时出现气泡，则读数体积为实际溶液体积减气泡体积，硫酸亚铁铵标准液读数体积减小，叠氮化钠溶液浓度偏大，故C正确；

D选项，滴定过程中，将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内无影响，故D错误；

故答案为：65%；AC；

（5）反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体，根据氧化还原反应得失电子守恒，则发生的离子反应为：ClO－＋2N3-＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑

故答案为：ClO－＋2N3-＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑。