Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，是汽車安全氣囊中的主要成分，能在發生碰撞的瞬間分解產生大量氣體將氣囊鼓起。

已知：①NaNH2+N2ONaN3+H2O。

②NaNH2能與水反應生成NaOH和NH3

實驗室利用如下裝置模擬工業級NaN3的制備。

請回答下列問題：

實驗I：制備NaN3

(1)裝置C中盛放的藥品為______________________；

(2)為了使反應均勻受熱，裝置D處b容器應采取的加熱方式為______________________。

(3)實驗開始時首先應加熱通氨氣，其目的是___________。

(4)氨氣與熔化的鈉反應生成NaNH2的化學方程式為___________。

實驗Ⅱ：分離提純

反應完全結束后，取出裝置D中的混合物進行以下操作，得到NaN3固體。

(5)操作ⅳ采用乙醚洗滌的原因是______________________(答一項即可)。

實驗Ⅲ：定量測定

實驗室用滴定法測定疊氮化鈉樣品中NaN3的質量分數：

①將2.500g試樣配成500mL溶液

②取50.00L溶液置于錐形瓶中，加入50.00mL0.1010m1·L－1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。

③充分反應后，將溶液稍稀釋，向溶液中加入8.00mL濃硫酸，滴人3滴鄰菲啰啉指示液，用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定過量的Ce4+，消耗溶液體積為29.00mL。測定過程的反應方程式為：2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑， Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+。

(6)配制疊氮化鈉溶液時，除需用到燒杯、玻璃棒、量筒外，還用到的玻璃儀器有______________________。

(7)若其它讀數正確，滴定到終點后，讀取滴定管中(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液體積時俯視，將導致所測定樣品中疊氮化鈉質量分數___________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

(8)減樣中NaN3的質量分數為___________ (保留四位有效數字)。

Answer 1

【答案】堿石灰 油浴 排盡裝置中的空氣 2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2 NaN3不溶于乙醚，能減少其損失；可洗去NaN3固體表面的乙醇雜質；乙醚易揮發，有利于產品快速干燥 500mL容量瓶、膠頭滴管 偏大 0.9360或93.60%

【解析】

(1) Na、NaNH2能與水反應，需用干燥的氨氣；

(2)根據NaNH2與N2O反應的溫度是210℃～220℃分析；

(3)根據 Na能與氧氣反應分析；

(4)氨氣與熔化的鈉反應生成NaNH2和氫氣；

(5)根據NaN3不溶于乙醚、乙醚易揮發分析；

(6)根據配制一定物質的量濃度的溶液分析；

(7)根據NaN3、(NH4)2Fe(SO4)2消耗的(NH4)2Ce(NO3)6的物質的量固定分析；

(8)根據(NH4)2Fe(SO4)2、NaN3共消耗50.00mL0.1010m1·L－1(NH4)2Ce(NO3)6進行計算；

(1) Na、NaNH2能與水反應，需用干燥的氨氣，所以裝置C的作用是干燥氨氣，盛放的藥品為堿石灰；

(2) NaNH2與N2O反應的溫度是210℃～220℃，為了使反應均勻受熱，裝置D處b容器應采取的加熱方式為油浴；

(3) 實驗開始時首先應加熱通氨氣，排盡裝置中的空氣，防止 Na與氧氣反應；

(4)氨氣與熔化的鈉反應生成NaNH2和氫氣，反應方程式是2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2；

(5) NaN3不溶于乙醚，用乙醚洗滌能減少產品損失；可洗去NaN3固體表面的乙醇雜質；乙醚易揮發，有利于產品快速干燥

(6)配制500mL疊氮化鈉溶液時，需用燒杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、膠頭滴管；

(7) 滴定到終點后，讀取滴定管中(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液體積時俯視，n［(NH4)2Fe(SO4)2］偏小，(NH4)2Fe(SO4)2消耗(NH4)2Ce(NO3)6少，則NaN3偏多，樣品中疊氮化鈉質量分數偏大；

(8)用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定過量的Ce4+，消耗溶液體積為29.00mL，根據Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+，(NH4)2Fe(SO4)2消耗Ce4+的物質的量是0.0500mol·L－1×0.029L=0.00145mol，則NaN3消耗Ce4+的物質的量是0.05L×0.1010mo1·L－1－0.00145mol＝0.0036mol；根據2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑，NaN3的物質的量為0.0036mol；試樣中NaN3的質量分數為 =93.6%。