疊氮化鈉(NaN3)是汽車(chē)安全氣囊的氣體發(fā)生劑的成分。工業(yè)上可用水合肼(N2H4?H2O)法制備疊氮化鈉,工藝流程如圖1所示。
相關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表:
物質(zhì) |
熔點(diǎn)℃ |
沸點(diǎn)℃ |
溶解性 |
CH3OH |
-97 |
64.7 |
與水互溶 |
水合肼(N2H4?H2O) |
-40 |
118.5 |
與水、醇互溶,不溶于乙醚 |
肼(N2H4) |
1.4 |
113.5 |
與水、醇互溶,不溶于乙醚 |
亞硝酸甲酯(CH3ONO) |
-17 |
-12 |
溶于乙醇、乙醚 |
疊氮化鈉(NaN3) |
275(410易分解) |
-- |
易溶于水,微溶于醇,不溶于乙醚 |
(1)水合肼的合成
水合肼有毒,有較強(qiáng)還原性,100℃以上易分解失水。實(shí)驗(yàn)室用NaClO堿性溶液與尿素CO(NH
2)
2水溶液在40℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后,再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應(yīng)制得水合肼;裝置如圖2所示。
①制取N
2H
4?H
2O的離子方程式為
CO(NH
2)
2+ClO
-+2OH
- N
2H
4?H
2O+Cl
-+CO
32-CO(NH
2)
2+ClO
-+2OH
- N
2H
4?H
2O+Cl
-+CO
32-。
②實(shí)驗(yàn)中通過(guò)分液漏斗滴加的溶液是
NaClO堿性溶液
NaClO堿性溶液
,理由是
防止過(guò)量的NaClO溶液將水合肼氧化
防止過(guò)量的NaClO溶液將水合肼氧化
。冷凝管的作用是
導(dǎo)氣冷凝回流水合肼
導(dǎo)氣冷凝回流水合肼
。
③反應(yīng)結(jié)束后,從混合溶液中分離出N
2H
4?H
2O,最合理的分離方法是
減壓蒸餾
減壓蒸餾
。
(2)水合肼法制備疊氮化鈉(NaN
3)。
實(shí)驗(yàn)室模擬工藝流程步驟Ⅱ制備疊氮化鈉的反應(yīng)原理為(反應(yīng)不需加熱):N
2H
4?H
2O(aq)+CH
3ONO(g)+NaOH(aq)═NaN
3(aq)+CH
3OH(aq)+3H
2O(l)△H<0,裝置如圖3。
①圖中X處連接的最合適裝置應(yīng)為圖中的
C
C
。
②步驟Ⅱ中制備疊氮化鈉的操作是
AD或DA
AD或DA
(填序號(hào));步驟Ⅲ中對(duì)A溶液進(jìn)行蒸餾的合理操作順序是
BCE或CBE
BCE或CBE
。(填序號(hào))
A.開(kāi)K
1、K
2B.關(guān)閉K
1、K
2C.打開(kāi)K
3 D.關(guān)閉K
3 E.加熱
③步驟Ⅳ對(duì)溶液B加熱蒸發(fā)至原溶液體積的
,NaN
3結(jié)晶析出。步驟Ⅴ用到的抽濾裝置,主要由
布氏漏斗
布氏漏斗
和
吸濾瓶
吸濾瓶
組成,洗滌晶體的洗滌劑應(yīng)選用
乙醇
乙醇
。洗滌的具體操作是:
關(guān)小水龍頭,向布氏漏斗中加洗滌劑至浸沒(méi)沉淀物,使洗滌劑緩慢通過(guò)沉淀物
關(guān)小水龍頭,向布氏漏斗中加洗滌劑至浸沒(méi)沉淀物,使洗滌劑緩慢通過(guò)沉淀物
。