疊氮化鈉(NaN3)是一種白色劇毒晶體,是汽車安全氣囊的主要成分;易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱堿性,能與酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生具有爆炸性的有毒氣體疊氮化氫。實(shí)驗(yàn)室可利用亞硝酸叔丁酯(tBuNO2,以tBu表示叔丁基)與N2H4、氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)制備NaN3。
(1)用化學(xué)語(yǔ)言解釋NaN3溶液呈弱堿性的原因:NaN3+H2O?NaOH+HN3NaN3+H2O?NaOH+HN3。
(2)制備NaN3。
按圖示組裝儀器(加熱裝置略)進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為t-BuNO2+NaOH+N2H4═NaN3+2H2O+t-BuOH。
①反應(yīng)后溶液在0℃下冷卻至有大量晶體析出后過(guò)濾,所得晶體使用 乙醇乙醇洗滌。
②試解釋低溫下過(guò)濾的原因是 降低NaN3的溶解度,減少溶解損失,還可以防止NaN3分解降低NaN3的溶解度,減少溶解損失,還可以防止NaN3分解。
(3)產(chǎn)率計(jì)算。
①稱取2.0gNaN3試樣,配成100mL溶液,并量取10.00mL溶液于錐形瓶中。
②用滴定管加入0.10mol?L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液40.00mL(假設(shè)雜質(zhì)均不參與反應(yīng))。
③充分反應(yīng)后將溶液稀釋并酸化,滴入2滴鄰菲羅啉指示液,并用0.10mol?L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)液,滴定過(guò)量的Ce4+,終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL(滴定原理:Ce4++Fe2+═Ce3++Fe3+)。
ⅰ.配平(NH4)2Ce(NO3)6與疊氮化鈉反應(yīng)方程式:
22(NH4)2Ce(NO3)6+22NaN3═44NH4NO3+22Ce(NO3)3+22NaNO3+33N2↑。
ⅱ.計(jì)算NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 65%65%(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)分析不直接用酸性高錳酸鉀滴定NaN3可能的原因是 酸性環(huán)境中NaN3反應(yīng)生成有爆炸性的有毒氣體疊氮化氫酸性環(huán)境中NaN3反應(yīng)生成有爆炸性的有毒氣體疊氮化氫。
(5)NaN3有毒,可以使用NaClO溶液對(duì)含有NaN3的溶液進(jìn)行處理,反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的無(wú)毒氣體,試寫出反應(yīng)的離子方程式:ClO-+2N-3+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑ClO-+2N-3+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑。
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【答案】NaN3+H2O?NaOH+HN3;乙醇;降低NaN3的溶解度,減少溶解損失,還可以防止NaN3分解;2;2;4;2;2;3;65%;酸性環(huán)境中NaN3反應(yīng)生成有爆炸性的有毒氣體疊氮化氫;ClO-+2+H2O=Cl-+2OH-+3N2↑
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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