Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3)是一種無色晶體，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，廣泛應用于汽車安全氣囊。某硝酸工廠擬通過下列方法處理尾氣并制備疊氮化鈉。

（1）NO和NO2混合氣體與NaOH溶液反應可以合成NaNO2，寫出該反應的化學方程式___，生成1mol NaNO2時轉移電子______mol

（2）已知NaN3陽離子與陰離子個數比為1:1，則NaN3中所含的化學鍵為______和______，1mol該陰離子中所含的電子總數為______mol

（3）汽車劇烈碰撞時，安全氣囊中發生反應：10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑。假定汽車中某個安全氣囊容積為56 L。

①該反應中的氧化劑為______還原劑為______（填化學式）

②欲使氣囊中充滿標準狀況下氮氣，則該安全氣囊中生成的K2O和Na2O的總質量為多少克______？(寫出計算過程，保留一位小數，不考慮固體的體積)。

Answer 1

【答案】NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O 1 離子鍵 共價鍵 22 KNO3 NaN3 63.1g

【解析】

一氧化氮和二氧化氮的混合氣和氫氧化鈉首先合成亞硝酸鈉，亞硝酸鈉溶液中通入肼，可以合成疊氮化鈉，疊氮化鈉微溶于乙醇，所以向疊氮化鈉溶液中加入乙醇可以使疊氮化鈉溶解度降低而結晶析出。由于疊氮化鈉不溶于乙醚，過濾之后用乙醚洗滌，最后得到疊氮化鈉的固體。

（1）NO和NO2混合氣體與NaOH溶液反應可以合成NaNO2，此反應是一個氧化還原反應，一氧化氮中+2價的氮化合價升高到亞硝酸鈉中的+3價，二氧化氮+4價氮也降低到亞硝酸鈉中的+3價。所以反應的化學方程式為：NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O。生成1molNaNO2轉移1mol電子。故答案為：NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O，1；

（2）疊氮化鈉中陽離子是鈉離子，陽離子與陰離子個數比為1:1，所以陰離子是N3-，三個氮原子通過共價鍵形成陰離子。所以在疊氮化鈉中含有的化學鍵既有離子鍵，又有共價鍵。在1 N3-個中，電子數為3×7+1=22。故答案為：離子鍵，共價鍵；22；

（3）在10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑中，疊氮化鈉中氮的化合價由負價升高到零價，故疊氮化鈉是還原劑，硝酸鉀中+5價的氮降低到0價，故硝酸鉀是氧化劑。欲使安全氣囊中充滿標準狀況下氮氣56L，根據反應的方程式：10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑，可求出K2O和Na2O的總質量。

10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑

94g + 5×62g 16×22.4L

m總 56L

可求得m總=63.1g。故答案為：KNO3，NaN3，

10NaN3＋2KNO3K2O＋5Na2O＋16N2↑

94g + 5×62g 16×22.4L

m總 56L

可求得m總=63.1g。