Question

疊氮化鈉（NaN₃）被廣泛應用于汽車安全氣囊，某興趣小組對其進行下列研究．
應用研究
（1）汽車經撞擊后，30毫秒內引發NaN₃，迅速分解為Na、N₂，其反應的化學方程式為

2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑

．
制備研究
（2）將金屬鈉與液態氨反應得NaNH₂，再將NaNH₂與N₂O反應可生成NaN₃、NaOH和氣體X，該反應的化學方程式為2NaNH₂+N₂O=NaN₃+NaOH+X，氣體X的化學式是

NH₃

．
Na₂CO₃質量分數測定
工業級NaN₃中常含有少量的Na₂CO₃，為測定樣品中Na₂CO₃的質量分數設計如圖裝置（已知H₂SO₄溶液與NaN₃，反應不生成氣體）．
（3）裝置A的作用是

吸收空氣中的水分和二氧化碳氣體

．設計的實驗步驟為：①精確稱量樣品，檢查裝置氣密性；②打開彈簧夾，鼓入空氣，稱量裝置C；③關閉彈簧夾，打開分液漏斗活塞；④再打開彈簧夾，再次鼓入空氣；⑤再次稱量裝置C．其中進行第④步操作的目的是

將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置

．
（4）根據制備反應原理，請你分析一下工業級NaN₃中含有Na₂CO₃的可能原因

氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成Na₂CO₃

．
NaN₃純度測定
精確稱量0.140g NaN₃樣品，設計如圖裝置，測定其純度．已知2NaN₃→3N₂
（NaN₃中的N全部轉化為N₂，其他產物略），反應中放出大量的熱．
（5）檢查該裝置氣密性的方法是連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，兩邊高度差

不變

（填“變大”、“變小”或“不變”），說明氣密性良好．
（6）將錐形瓶傾斜，使小試管中的NaN₃樣品與M溶液接觸進行反應．冷卻到室溫后測得量氣管氣體量為67.2mL（N₂的密度為1.25g/L），則實驗中選用的量氣管規格合適的是

A

（填字母序號）．
A．100mL           B．1L            C．2L
（7）使用冷水冷凝的目的是

除去生成的氣體中的水蒸氣

．
（8）計算NaN₃樣品的純度（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據信息判斷反應物、生成物、反應條件，然后寫出方程式．
（2）根據質量守恒定律的實質來判斷X的化學式．
（3）根據堿石灰的成分和用途來完成第一空的解答即可，而④再打開彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．
（4）根據氫氧化鈉溶液可以和二氧化碳反應的性質來完成解答．
（5）根據出現液面差后，如裝置嚴密，裝置內的氣壓不變的情況回答．
（6）量取體積時，量筒的量程要和所測體積相近，且只能一次量出．
（7）反應可能產生水蒸氣，使用冷水冷凝可除去生成的氣體中的水蒸氣；
（8）先根據體積和密謀計算氮氣的體積，再利用關系式2NaN₃→3N₂計算NaN₃樣品的純度．

解答：解：（1）汽車經撞擊后，30毫秒內引發NaN₃迅速分解為Na、N₂，即反應物是NaN₃，生成物是Na、N₂，條件是撞擊，所以反應方程式為 2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑．
（2）根據質量守恒定律，反應前后原子的種類和數目不變，可確定氣體X的化學式為：NH₃．
（3）堿石灰的主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，二者既能吸收水分，又能吸收二氧化碳氣體，所以A的作用是除去空氣中的二氧化碳和水蒸氣；④再打開彈簧夾，鼓入空氣能將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．
（4）制備工業級NaN₃時同時生成氫氧化鈉，它能和空氣中的二氧化碳反應生成Na₂CO₃．
（5）連接好裝置，從水準瓶注水，量氣管中液面與右邊液面形成高度差，做好標記，一段時間后，如裝置嚴密，裝置內氣壓不變，兩邊高度差不變．
（6）量取體積時，量筒的量程要和所測體積相近，且只能一次量出，所以選100mL的量筒．
（7）反應可能產生水蒸氣，使用冷水冷凝的目的是除去生成的氣體中的水蒸氣．
（8）生成氮氣的質量為67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g．
設NaN₃樣品的純度X
2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑．
130             84
X?0.140g     0.084g

130

X?0.140g

=

84

0.084g

  解得：X=92.86%
答：NaN₃樣品的純度92.86%．
故答案為：（1）2NaN₃

撞擊  .

2Na+3N₂↑．
（2）NH₃．
（3）吸收空氣中的水分和二氧化碳氣體；將裝置中殘留的二氧化碳全部排入BC裝置．
（4）氫氧化鈉能和空氣中的二氧化碳反應生成Na₂CO₃．
（5）不變．
（6）A．
（7）除去生成的氣體中的水蒸氣．
（8）92.86%．

點評：綜合實驗涉及知識面廣，對學生思維能力要求高，既考查知識的識記、理解、遷移、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，符合素質教育培養學生能力的要求，是中考方向，對這類題目要重點訓練．