Question

【題目】疊氮化鈉（NaN3）被廣泛應用于汽車安全氣囊，某化學小組同學對其進行下列研究。

【查閱資料】：

①NaN3受撞擊會迅速分解生成Na、N2，寫出該反應的化學方程式 。

②NaN3遇鹽酸、H2SO4溶液無氣體生成； ③堿石灰是CaO和 NaOH的混合物；

④NaN3工業上制備方法是：將金屬鈉與液態氨反應制得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；則X的化學式為 。

【問題探究】：（一）測定某工業級NaN3樣品中Na2CO3的質量分數

（1）工業級NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是（用化學方程式表示） ；

（2）某同學設計如圖裝置測出碳酸鈉的質量分數，其實驗數據記錄如下：

稱量項目	稱量時間	質量（g）
試樣		100.00
裝置+稀硫酸質量		241.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后15秒	339.20
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后35秒	339.00
裝置+稀硫酸質量+試樣	反應開始后55秒	339.00

①寫出錐形瓶中發生的反應方程式： ；

②若無濃硫酸的洗氣裝置，會使測定的結果 （填“偏大”、“偏小”或“不變”）；

③利用表中數據計算出碳酸鈉的質量分數為 。

【問題探究】：（二）測定某工業級樣品中NaN3的質量分數

小談同學精確稱量0.140 g NaN3樣品，設計如圖裝置測定其質量分數。

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。

（1）檢查該裝置氣密性的方法是：連接好裝置，從水準管注水， ，說明氣密性良好。

（2）使用冷水冷凝的目的是： 。

（3）傾斜錐形瓶使小試管中的NaN3樣品與M溶液接觸充分反應。 常溫下測得量氣管讀數為67.2 mL(N2的密度為1.25 g/L)，則實驗中選用的量氣管規格合適的是_____（填字母序號）。

A.100 mL B.1 L C.2 L

（4）計算工業級樣品中NaN3的質量分數（寫出計算過程，結果保留0.1%）。

Answer 1

【答案】2NaN3 ==2Na+3N2 NH3 （一）（1）2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O; （2）①Na2CO3+H2SO4==2Na2 SO4 +H2O+CO2↑②偏大③5.3%（二）（1）左右兩邊出現穩定的液面差（2）使水蒸氣液化（或除去水蒸氣）（3）A（4）92.9%

【解析】

試題分析：①NaN3受撞擊會迅速分解生成Na、N2，反應的化學方程式2NaN3 ==2Na+3N2 ；化學方程式中2NaNH2＋N2O = NaN3＋NaOH＋X；則X的化學式的確定根據質量守恒定律反應前后原子的種類和數量不變，可知X的化學式為NH3；（一）（1）根據疊氮鈉的工業制法可知，疊氮鈉制取的過程中含有氫氧化鈉，故含有碳酸鈉的原因為2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O;（2）①錐形瓶中發生的反應方程式：Na2CO3+H2SO4==2Na2 SO4 +H2O+CO2↑；②若無濃硫酸的洗氣裝置，散失到空氣中的二氧化碳是潮濕的，因此會使測定的結果偏大；③碳酸鈉的質量為x

Na2CO3+ H2SO4==2Na 2SO4+H2O+CO2↑

106 44

X (100+241.2-339.00)

106/44=X/ (100+241.2-339.00)

X=5.3g

碳酸鈉的質量分數為5.3g/100g×100%=5.3%

（二）（1）檢查該裝置氣密性的方法是：連接好裝置，從水準管注水，左右兩邊出現穩定的液面差，說明氣密性良好；（2）使用冷水冷凝的目的是使水蒸氣液化（或除去水蒸氣）；（3）根據選擇量器近而大的標準可知，選用的量氣管規格合適的是100mL，（4）工業級樣品中NaN3的質量為X

2NaN3 ==2Na+3N2

130 84

X 67.2/1000×1.25

130/84=X/（67.2/1000×1.25）

X=0.13g

樣品中NaN3的質量分數為0.13g/0.14g×100%=92.9%。