Question

洗車安全氣囊是德國安全的重要保障。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞的瞬間，安全裝置通電點火使其中的粉末分解釋放出大量的氮氣形成氣囊，從而保護(hù)司機(jī)及乘客免受傷害。為研究安全氣囊工作的化學(xué)原理，取安全裝置中的粉末進(jìn)行實驗。經(jīng)組成分析，確定該粉末僅Na、Fe、N、O四種元素。水溶性試驗表明，固體粉末部分溶解。經(jīng)檢測，可溶物為化合物甲；不溶物為紅棕色固體，可溶于鹽酸。

取13.0g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮氣和單質(zhì)乙，生成的氮氣折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72L。單質(zhì)乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應(yīng)生成化合物丙和另和一種單質(zhì)�；�合物丙與空氣接觸可轉(zhuǎn)化為可溶性鹽。

請回答下列問題：

（1）甲的化學(xué)式為            ，丙的電子式為            。

（2）若丙在空氣中轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為            。

（3）單質(zhì)乙與紅棕色粉末發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                            ，安全氣囊中紅棕色粉末的作用是            。

（4）以下物質(zhì)中，有可能作為安全氣囊中紅棕色粉末替代品的是            。

A. KCl       B. KNO₃      C. Na₂S      D. CuO

（5）設(shè)計一個實驗方案，探究化合物丙與空氣接觸后生成可溶性鹽的成分（不考慮結(jié)晶水合物）            。

Answer 1

【解析】

本題知識載體很新鮮，很生活，很化學(xué)。簡答式的題目首先要進(jìn)行分析，確定設(shè)計的物質(zhì)及反應(yīng)才能完成各小題的內(nèi)容。

題目關(guān)鍵詞：粉末分解釋放氮氣，粉末僅含Na、Fe、N、O，水溶性試驗部分溶解，可溶部分為化合物甲，不溶物紅棕色可溶于鹽酸。13.0g甲完全分解為N₂和單質(zhì)乙，N₂6.72L，單質(zhì)乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應(yīng)生成化合物丙和另和一種單質(zhì)。化合物丙與空氣接觸可轉(zhuǎn)化為可溶性鹽。

解題分析：1、粉末由兩種物質(zhì)混合而成。2、紅棕色物質(zhì)可能為Fe₂O₃\Fe(OH)₃等,根據(jù)題意只能是Fe₂O₃。3、甲只有兩種元素，且含N，必含Na。3、計算：N(6.72/22.4)*2*14=8.4g，則Na的物質(zhì)的量為：（13-8.4）/23=0.2mol，N與Na的物質(zhì)的量之比為：0.6:0.2=3:1，則化合物甲為Na₃N。4、在高溫下Na與Fe₂O₃反應(yīng)的產(chǎn)物為Na₂O₂和Fe。

【答案】（1）Na₃N，(2)2N₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂

(3)6Na+2Fe₂O₃=3Na₂O₂+4Fe ,紅色粉末的作用是充當(dāng)氧化劑，除去氮化鈉分解產(chǎn)生的金屬鈉（金屬鈉溶于水產(chǎn)生大量的熱和堿性有害物質(zhì)），提供大量的熱量用于氮化鈉的迅速分解。（4）從氧化性角度分析KNO₃、CuO均可，但KNO₃本身受熱分解，產(chǎn)生氧氣與氮氣反應(yīng)。故選擇D. CuO。（5）實驗?zāi)康模簷z驗Na₂O₂在空氣中與水或二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物，即檢驗NaOH和Na₂CO₃或NaHCO₃。實驗設(shè)計一：實驗原理：定量分析法。步驟：1、稱量混合固體的質(zhì)量。2、將混合物加熱，并將氣體通入澄清石灰水，無氣體則無NaHCO₃，石灰水變渾濁則有NaHCO₃無NaOH，稱量石灰水質(zhì)量變化量mg。3、加入過量鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，稱量石灰水質(zhì)量增加量ng。4、通過m與n的計算獲得最終結(jié)果。實驗設(shè)計二：實驗原理：測定鹽酸用量與產(chǎn)生二氧化碳的量的關(guān)系確定混合物成分。1、不產(chǎn)生二氧化碳則混合物只有NaOH。2、開始產(chǎn)生二氧化碳前，與開始產(chǎn)生二氧化碳直到最大量消耗的鹽酸的體積比為1:1則只有Na₂CO₃。大于1:1則為NaOH與Na₂CO₃的混合物。小于1:1則為Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物。即比較圖中a,b的大小。