Question

【題目】疊氮化鈉(NaN3)是汽車安全氣囊的主要成分，實驗室制取疊氮化鈉的實驗步驟如下：

①打開裝置D導管上的旋塞，加熱制取氨氣。

②加熱裝置A中的金屬鈉，使其熔化并充分反應后，再停止加熱裝置D并關閉旋塞。

③向裝置A中b容器內充入加熱介質并加熱到210～220℃，然后通入N2O。

④冷卻，向產物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度)，減壓濃縮結晶后，再過濾，并用乙醚洗滌，晾干。

（1）裝置B中盛放的藥品為____。

（2）步驟①中先加熱通氨氣一段時間的目的是____；步驟②氨氣與熔化的鈉反應生成NaNH2的化學方程式為____。步驟③中最適宜的加熱方式為___(填“水浴加熱”，“油浴加熱”)。

（3）生成NaN3的化學方程式為____。

（4）產率計算

①稱取2.0 g疊氮化鈉試樣，配成100 mL溶液，并量取10.00 mL溶液于錐形瓶中。

②用滴定管加入0.10 mol·L－1六硝酸鈰銨[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[發生的反應為2(NH4)2Ce(NO3)6＋2NaN3===4NH4NO3＋2Ce(NO3)3＋2NaNO3＋3N2↑](雜質均不參與反應)。

③充分反應后滴入2滴鄰菲羅啉指示液，并用0.10 mol·L－1硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]為標準液，滴定過量的Ce4＋，終點時消耗標準溶液20.00 mL(滴定原理：Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋)。計算可知疊氮化鈉的質量分數為____(保留2位有效數字)。若其他操作及讀數均正確，滴定到終點后，下列操作會導致所測定樣品中疊氮化鈉質量分數偏大的是____(填字母代號)。

A．錐形瓶使用疊氮化鈉溶液潤洗

B．滴加六硝酸鈰銨溶液時，滴加前仰視讀數，滴加后俯視讀數

C．滴加硫酸亞鐵銨標準溶液時，開始時尖嘴處無氣泡，結束時出現氣泡

D．滴定過程中,將掛在錐形瓶壁上的硫酸亞鐵銨標準液滴用蒸餾水沖進瓶內

（5）疊氮化鈉有毒，可以使用次氯酸鈉溶液對含有疊氮化鈉的溶液進行銷毀，反應后溶液堿性明顯增強，且產生無色無味的無毒氣體，試寫出反應的離子方程式____。

Answer 1

【答案】堿石灰(或生石灰、氫氧化鈉固體) 排盡裝置中的空氣 2Na+2NH32NaNH2+H2 油浴加熱 NaNH2+N2O NaN3+H2O 65% AC ClO－＋2N3-＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑

【解析】

(1)制備的氨氣中含有大量的水，B中盛放堿石灰干燥氨氣，

故答案為：堿石灰(或生石灰、氫氧化鈉固體)；

(2)用氨氣排盡裝置中的空氣，防止加熱時空氣中的氧氣等能與鈉反應，步驟②制備NaNH2，還生成氫氣，反應方程式為：2Na+2NH32NaNH2+H2；控制溫度210220℃，故選用油浴加熱，

故答案為：排盡裝置中的空氣；2Na+2NH32NaNH2+H2；油浴加熱；

(3) NaNH2和N2O在210220℃下反應生成NaN3和水，反應為：NaNH2+N2O NaN3+H2O，

故答案為：NaNH2+N2O NaN3+H2O；

（4）Ce4+的物質的量濃度總計為0.10 molL1×0.04 L=0.004 mol，分別與Fe2+和N3反應。其中與Fe2+按1:1反應消耗0.10 molL1×0.02 L=0.002 mol，則與N3按1:1反應也為0.002 mol，即10 mL所取溶液中有0.002 mol N3，原2.0 g疊氮化鈉試樣，配成100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3，所以樣品質量分數為=65%；

A. 使用疊氮化鈉溶液潤洗錐形瓶，使進入錐形瓶中溶質比所取溶液更多，滴定消耗的硫酸亞鐵銨標準液體積減小，疊氮化鈉溶液濃度偏大，故A正確；

B. 六硝酸鈰銨溶液實際取量大于40.00 mL，滴定消耗的硫酸亞鐵銨標準液體積增大，計算疊氮化鈉溶液濃度偏小，故B錯誤；

C. 滴定前無氣泡，終點時出現氣泡，則讀數體積為實際溶液體積減氣泡體積，硫酸亞鐵銨標準液讀數體積減小，疊氮化鈉溶液濃度偏大，故C正確；

D選項，滴定過程中，將掛在錐形瓶壁上的硫酸亞鐵銨標準液滴用蒸餾水沖進瓶內無影響，故D錯誤；

故答案為：65%；AC；

（5）反應后溶液堿性明顯增強，且產生無色無味的無毒氣體，根據氧化還原反應得失電子守恒，則發生的離子反應為：ClO－＋2N3-＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑

故答案為：ClO－＋2N3-＋H2O=Cl－＋2OH－＋3N2↑。