叠氮化钠(NaN3)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体、汽车安全气囊的药剂等。氨基钠(NaNH2)的熔点为210℃,沸点为400℃,在水溶液中易水解。实验室制取叠氮化钠的实验步骤及实验装置如下:
①打开止水夹K1,关闭止水夹K2,加热装置D一段时间;
②加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热装置D并关闭K1;
③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210~220℃,打开止水夹K2,通入N2O:
④冷却,向产物中加入乙醇,减压浓缩结晶后,再过滤,并用乙醚洗涤,晾干。
回答下列问题:
(1)装置B中盛放的药品为____________;装置C的主要作用是________________。
(2)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__________。
(3)步骤③中,为了使反应受热均匀,A装置里a容器的加热方式为_____;生成NaN3的化学方程式为_____;N2O可由NH4NO3在240~245℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6℃),则不能选择的气体发生装置是________(填序号)。
(4)图中仪器a用的是铁质而不用玻璃,其主要原因是_____________。步骤④中用乙醚洗涤的主要目的是_______________。
(5)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:①将2.500g试样配成500.00mL溶液。②取50.00mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00mL0.1010mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8mL浓硫酸,滴入3滴邻菲啰啉指示液,用0.0500mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+消耗溶液体积为29.00mL。测定过程的反应方程式为:
则试样中NaN3的质量分数为_______________。
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叠氮化钠(NaN3)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体、汽车安全气囊的药剂等。氨基钠(NaNH2)的熔点为210℃,沸点为400℃,在水溶液中易水解。实验室制取叠氮化钠的实验步骤及实验装置如下:
①打开止水夹K1,关闭止水夹K2,加热装置D一段时间;
②加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热装置D并关闭K1;
③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210~220℃,打开止水夹K2,通入N2O:
④冷却,向产物中加入乙醇,减压浓缩结晶后,再过滤,并用乙醚洗涤,晾干。
回答下列问题:
(1)装置B中盛放的药品为____________;装置C的主要作用是________________。
(2)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__________。
(3)步骤③中,为了使反应受热均匀,A装置里a容器的加热方式为_____;生成NaN3的化学方程式为_____;N2O可由NH4NO3在240~245℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6℃),则不能选择的气体发生装置是________(填序号)。
(4)图中仪器a用的是铁质而不用玻璃,其主要原因是_____________。步骤④中用乙醚洗涤的主要目的是_______________。
(5)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:①将2.500g试样配成500.00mL溶液。②取50.00mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00mL0.1010mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8mL浓硫酸,滴入3滴邻菲啰啉指示液,用0.0500mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+消耗溶液体积为29.00mL。测定过程的反应方程式为:
则试样中NaN3的质量分数为_______________。
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叠氮化钠(NaN3)是一种应用广泛的化工产品,可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体,汽车安全气囊等。
Ⅰ.实验室制备NaN3
(1)实验原理:
①把氨气通入熔融金属钠反应制得氨基钠(NaNH2),该反应的化学方程式为____________。
②将生成的NaNH2与N2O在210℃-220℃下反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+X,实验室检验X气体使用的试纸是湿润的______。
(2)实验装置(图1)、步骤如下,回答下列问题:
已知:i)NaN3是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚;
ii)NaNH2的熔点为210℃,沸点为400℃,在水溶液中易水解。
①组装仪器检查装置气密性后,装入药品。装置B中盛放的药品是_______________。
②实验过程应先点燃___(填“A”或“C”)处的酒精灯,理由是_______________________。
③让氨气和熔化的钠充分反应后,停止加热A并关闭止水夹k。向装置C中b容器内充入加热介质植物油并加热到210℃-220℃,然后按图通入N2O;
④装置C反应完全结束后,冷却,取出a中的混合物进行以下操作,得到NaN3固体:
操作II的目的是____________;
操作IV中选用的洗涤试剂最好的是_____。
A.水 B.乙醇 C.乙醇水溶液 D.乙醚
(3)图中仪器a用不锈钢材质的而不用玻璃的,其主要原因是____________________。
II.产品NaN3纯度测定
精确称量0.150 g NaN3样品,设计如图2所示装置,连接好装置后使锥形瓶倾斜,使小试管中的NaN3样品与M溶液接触,测量产生的气体体积从而测定其纯度。
已知2 NaN3→ 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。
(4)使用冷水冷凝的目的是______。对量气管读数时,反应前后都需要进行的操作是______。
(5)常温下测得量气管读数为60.0 mL(N2的密度为1.40 g/L)计算NaN3样品的纯度为______。(保留三位有效数字)
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叠氮化钠(NaN3)是一种应用广泛的化工产品,可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体,汽车安全气囊等。回答下列问题:
Ⅰ.实验室制备NaN3
水合肼(N2H4·H2O) 与亚硝酸甲酯(CH3ONO)在氢氧化钠存在下制备NaN3,其反应装置如图所示:
已知:2CH3OH+2NaNO2+H2SO4→2CH3ONO+ Na2SO4+2H2O; NaN3无色无味,微溶于醇、溶于水
(1)N2H4的电子式为_______________;NaN3晶体中阴离子与阳离子个数比为______________。
(2)装置中多孔球泡的作用是___________________。
(3)锥形瓶中水合肼与亚硝酸甲酯在30℃时可以反应生成叠氮酸钠、甲醇等物质,写出该反应的化学方程式_______________________________。
Ⅱ.回收甲醇
将制备反应后所得混合溶液加入烧瓶中,按照下图所示装置进行减压蒸馏。
已知:
物质 | CH3OH | N2H4 | NaN3 |
沸点/℃ | 64.7 | 113.5 | 300 |
NaN3在40℃时分解
(4)实验时冷凝管中冷却水要“b进a出”原因是______________________。
(5)甲醇回收时需用减压蒸馏的原因是________________________。
(6)下列有关毛细管的作用说法正确的是_______________。
A.平衡圆底烧瓶内外压 B.作为气化中心,使蒸馏平稳
C.避免液体过热而暴沸 D.冷凝回流作用
Ⅲ.产品提取及纯度测定
将蒸馏后所得母液降温结晶,过滤得NaN3湿品;再用去离子水重结晶得NaN3产品并用碘量法测定产品纯度。取产品6.50g加入足量去离子水中溶解,并加入适量稀硫酸酸化;向混合液中加入20.00mL 1.00mol·L-lKMnO4溶液,溶液呈紫红色;再加入足量KI溶液消耗过量的KMnO4溶液;其后用0.100mol·L-lNa2S2O3标准溶液滴定所产生的I2,消耗Na2S2O3溶液30.00mL。
(7)实验所得产品的纯度为______________________。
已知:①产品中杂质不参与反应;
②测定过程中发生的反应:
10NaN3+2KMnO4+8H2SO4==2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+8H2O+15N2↑;
10KI+2KMnO4+8H2SO4==2MnSO4+6K2SO4+8H2O+5I2;
I2+2Na2S2O3==2NaI +Na2S4O6。
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叠氮化钠(NaN3)是易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,常用作汽车安全气囊中的药剂。实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及实验步骤如下:
①关闭止水夹K2,打开止水夹K1,开始制取氨气。
②加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,停止通入氨气并关闭止水夹K1。
③向装置A中的b容器内充入加热介质,并加热到210~220℃,然后打开止水夹K2,制取并通入N2O。
请回答下列问题:
(1)制取氨气可选择的装置是__(填序号,下同),N2O可由NH4NO3在240~245℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6℃),则可选择的气体发生装置是__。
(2)步骤①中先通氨气的目的是__,步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__,步骤③中最适宜的加热方式为___。
(3)生成NaN3的化学方程式为___。
(4)反应完全结束后,进行以下操作,得到NaN3固体:
a中混合物NaN3固体
已知NaNH2能与水反应生成NaOH和氨气。操作Ⅱ的目的是___,操作Ⅳ最好选用的试剂是___。
(5)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:①将2.500g试样配成500.00mL溶液。②取50.00mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00mL0.1010mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8mL浓硫酸,滴入3滴邻菲啰啉指示剂,用0.0500mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+,消耗溶液体积为29.00mL。测定过程的反应方程式为:2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑、Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+,试样中NaN3的质量分数为___。
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NaN3(叠氮化钠)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,常用作汽车安全气囊中的药剂.实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及步骤如下:
实验步骤如下:
①打开装置D导管上的旋塞,加热制取氨气.
②再加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热D并关闭旋塞.
③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210一220℃,然后通入N2O.
④冷却,向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),减压浓缩、结晶.
⑤过滤,用乙醚洗涤,晾干.
已知:NaNH2熔点210℃,沸点400℃,在水溶液中易水解.
回答下列问题:
(1)图中仪器a用不锈钢材质而不用玻璃,其主要原因是___.
(2)装置B中盛放的药品为___;装置C的主要作用是___.
(3)步骤①先加热通氨气的目的是___;步骤②氨气与熔化的钠反应的方程式为___.
(4)步骤③b容器充入的介质为植物油,进行油浴而不用水浴的主要原因是___.
(5)生成NaN3的化学方程式为___.
(6)步骤⑤用乙醚洗涤的主要目的是___.
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叠氮化钠常用作汽车安全气囊中的药剂。实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置及步骤如下:
已知:①NaN3(叠氮化钠)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚;
②NaNH2的熔点为210℃,沸点为400℃,在水溶液中易水解。
实验步骤:
①打开装置A导管上的旋塞,加热制取氨气;
②再加热装置D中的金属钠,使其熔化并充分反应后,再停止加热A并关闭旋塞;
③向装置D中b容器内充入加热介质并加热到210~220℃,然后按图通入N2O;
④冷却,向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),减压浓缩、结晶;
⑤过滤,用乙醚洗涤,晾干。
回答下列问题:
(1)装置C中盛放的药品为______;装置B的主要作用是_____________。
(2)步骤①先加热通氨气的目的是__________________;步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为__________________。
(3)步骤③b容器充入的介质为植物油,进行油浴而不用水浴的主要原因是_________。
(4)生成NaN3的化学方程式为________________。
(5)图中仪器a用不锈钢材质的而不用玻璃的,其主要原因是_________。
(6)步骤⑤用乙醚洗涤的主要目的是_____________________。
(7)消防时,常用1mol·L-1的NaClO溶液将NaN3转化为N2,则销毁650g NaN3至少需要_____LNaClO溶液。
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叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是________________;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________。
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叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是________________;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________。
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叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是________________;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________。
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叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:________________。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应方程式为:t-BuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是________________;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是____________________;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。计算可知叠氮化钠的质量分数为__________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是______(填字母代号)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________________。
高三化学实验题中等难度题查看答案及解析