题目

叠氮化钠（NaN3）被广泛应用于汽车安全气囊，某化学小组同学对其进行下列研究． 【查阅资料】： ①NaN3受撞击会迅速分解生成Na、N2，写出该反应的化学方程式　　． ②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成； ③碱石灰是CaO和 NaOH的混合物； ④NaN3工业上制备方法是：将金属钠与液态氨反应制得NaNH2，再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X，该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X；则X的化学式为　　． 【问题探究】：（一）测定某工业级NaN3样品中Na2CO3的质量分数 （1）工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是（用化学方程式表示）　　； （2）某同学设计如图1装置测出碳酸钠的质量分数，其实验数据记录如表： 称量项目 称量时间 质量（g） 试样 100.00 装置+稀硫酸质量 241.20 装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后15秒 339.20 装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后35秒 339.00 装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后55秒 339.00 ①写出锥形瓶中发生的反应方程式：　； ②若无浓硫酸的洗气装置，会使测定的结果　（填“偏大”、“偏小”或“不变”）； ③利用表中数据计算出碳酸钠的质量分数为　　． 【问题探究】：（二）测定某工业级样品中NaN3的质量分数 小谈同学精确称量0.140g NaN3样品，设计如图2装置测定其质量分数． 已知2NaN3→3N2（NaN3中的N全部转化为N2，其他产物略），反应中放出大量的热． （1）检查该装置气密性的方法是：连接好装置，从水准管注水，　　，说明气密性良好． （2）使用冷水冷凝的目的是：　；　． （3）倾斜锥形瓶使小试管中的NaN3样品与M溶液接触充分反应． 常温下测得量气管读数为67.2mL（N2的密度为1.25g/L），则实验中选用的量气管规格合适的是　　（填字母序号）． A.100mL        B.1L       C.2L （4）计算工业级样品中NaN3的质量分数（写出计算过程，结果保留0.1%）． 答案：【考点】实验探究物质的组成成分以及含量；盐的化学性质；质量守恒定律及其应用；根据化学反应方程式的计算． 【专题】科学探究． 【分析】【查阅资料】： ①根据信息判断反应物、生成物、反应条件，然后写出方程式； ④根据质量守恒定律的实质来判断X的化学式，再根据气体的酸碱性考虑； 【问题探究】： （一） （1）氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应反应生成碳酸钠，据此回答； （2）①从题目中给出的反应原理进行分析解答； ②根据C装置的浓硫酸干燥CO2气体，若无C装置会使实验结果偏大解答； ③根据表中信息可知：反应前后减少的质量为生成的二氧化碳的质量，利用生成的二氧化碳的质量和化学方程式Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑计算出样品中碳酸钠的质量，然后根据质量分数公式便可计算出样品中纯碱的质量分数． （二） （1）根据出现液面差后，如装置严密，装置内的气压不变的情况回答． （2）反应可能产生水蒸气，使用冷水冷凝可除去生成的气体中的水蒸气； （3）量取体积时，量筒的量程要和所测体积相近，且只能一次量出． （4）先根据体积和密谋计算氮气的体积，再利用关系式2NaN3→3N2计算NaN3样品的纯度． 【解答】解：（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN3迅速分解为Na、N2，即反应物是NaN3，生成物是Na、N2，条件是撞击，所以反应方程式为 2NaN32Na+3N2↑； （2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，可确定气体X的化学式为：NH3，氨气溶于水形成的氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，使无色酚酞试液变红色，所以可以用无色酚酞试纸或红色石蕊试纸检测； 【问题探究】： （1）工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应反应生成碳酸钠，故答案为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O （2）①锥形瓶中发生的反应方程式：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑； ②C装置的浓硫酸干燥CO2气体，若无C装置会使实验结果偏大； ③根据表中信息可知：反应前后减少的质量为生成的二氧化碳的质量，二氧化碳的质量=100.00g+241，20g﹣339.00g=2.2g 设样品中碳酸钠的质量是x． Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 106                    44 x                      2.2g x=5.3g 碳酸钠的质量分数为： 100%=5.3% （二） （1）连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做好标记，一段时间后，如装置严密，装置内气压不变，两边高度差不变； （2）反应可能产生水蒸气，使用冷水冷凝的目的是除去生成的气体中的水蒸气． （3）量取体积时，量筒的量程要和所测体积相近，且只能一次量出，所以选100mL的量筒． （4）生成氮气的质量为67.2mL÷1000mL/L×1.25g/L=0.084g． 设NaN3样品的纯度X 2NaN32Na+3N2↑． 130             84 X•0.140g     0.084g 解得：X=92.86% 答案： （一）①2NaN32Na+3N2↑；④NH3， 【问题探究】： （一）（1）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O； （2）①Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑；②偏大；③5.3% （二） （1）左右两边出现稳定的液面差； （2）使水蒸气液化（或除去水蒸气）； （3）A； （4）92.9%． 【点评】综合实验涉及知识面广，对学生思维能力要求高，既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力，符合素质教育培养学生能力的要求，对这类题目要重点训练． 　

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