Question

洗車安全氣囊是行車安全的重要保障．當車輛發生碰撞的瞬間，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，從而保護司機及乘客免受傷害．為研究安全氣囊工作的化學原理，取安全裝置中的粉末進行實驗．經組成分析，確定該粉末僅含Na、Fe、N、O四種元素．水溶性試驗表明，固體粉末部分溶解．經檢測，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，生成氮氣和單質乙，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6.72L．單質乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應生成化合物丙和另外一種單質．化合物丙置于空氣中可轉化為可溶性鹽和一種氣態單質．請回答下列問題：
（1）甲的化學式為

 

，丙的電子式為

 

．
（2）若丙在空氣中轉化為碳酸氫鹽，則反應的化學方程式為

 

；將該碳酸氫鹽溶于水配成溶液，則溶液中各離子濃度大小關系為：

 

．
（3）單質乙與紅棕色粉末發生反應的化學方程式為

 

，安全氣囊中紅棕色粉末的作用是

 

．
（4）以下物質中，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．

Answer 1

考點：無機物的推斷

專題：推斷題

分析：粉末僅含Na、Fe、N、O四種元素．水溶性試驗表明，固體粉末部分溶解，經檢測，可溶物為化合物甲；不溶物為紅棕色固體，可溶于鹽酸，則該紅棕色固體是氧化鐵；取13.0g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮氣和單質乙，則甲中含有兩種元素，甲是可溶性物質，單質乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應生成化合物丙和另一種單質，則乙為Na，氮氣物質的量=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol、其質量=0.3mol×28g/mol=8.4g，故Na元素質量=13g-8.4g=4.6g，物質的量=

4.6g

23g/mol

=0.2mol，故甲中Na、N原子數目之比=0.2mol：0.3mol×2=1：3，則甲為NaN₃，鈉和氧化鐵反應生成過氧化鈉和鐵，所以丙是過氧化鈉，過氧化鈉與空氣接觸可轉化為碳酸鈉，還有氧氣生成，根據物質的性質來分析解答．

解答： 解：粉末僅含Na、Fe、N、O四種元素．水溶性試驗表明，固體粉末部分溶解，經檢測，可溶物為化合物甲；不溶物為紅棕色固體，可溶于鹽酸，則該紅棕色固體是氧化鐵；取13.0g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮氣和單質乙，則甲中含有兩種元素，甲是可溶性物質，單質乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應生成化合物丙和另一種單質，則乙為Na，氮氣物質的量=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol、其質量=0.3mol×28g/mol=8.4g，故Na元素質量=13g-8.4g=4.6g，物質的量=

4.6g

23g/mol

=0.2mol，故甲中Na、N原子數目之比=0.2mol：0.3mol×2=1：3，則甲為NaN₃，鈉和氧化鐵反應生成過氧化鈉和鐵，所以丙是過氧化鈉，過氧化鈉與空氣接觸可轉化為碳酸鈉，還有氧氣生成，
（1）通過以上分析知，甲的化學式為：NaN₃，丙為過氧化鈉，其電子式為，
故答案為：NaN₃；；
（2）丙是過氧化鈉，在空氣中轉化為碳酸氫鹽，則該反應是過氧化鈉和二氧化碳、水反應生成碳酸氫鈉和氧氣，反應的化學方程式為2Na₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂，碳酸氫鈉溶液中碳酸氫根的水解程度大于電離程度，溶液呈堿性，且水解和電離程度都較小，主要以HCO₃^-形式存在，溶液中離子濃度為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：2Na₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂；c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（3）高溫條件下，鈉和氧化鐵反應生成過氧化鈉和鐵，反應方程式為：6Na+2Fe₂O₃

高溫  .

3Na₂O₂+4Fe，鈉和氧化鐵反應時，氧化鐵作氧化劑，且該反應放出大量熱，能提供能量促進氮化鈉分解，
故答案為：6Na+2Fe₂O₃

高溫  .

3Na₂O₂+4Fe，充當氧化劑，除去氮化鈉分解產生的金屬鈉（金屬鈉溶于水產生大量的熱和堿性有害物質），提供大量的熱量用于氮化鈉的迅速分解；
（4）安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產生的活潑的鈉，硝酸鉀本身受熱分解產生氮氣與氧氣反應，選項中能和鈉反應的是氧化銅，故選：D．

點評：本題考查無機物的推斷，屬于計算型推斷，綜合考查元和化合物的知識，明確物質的性質及其顏色是解本題關鍵，難度較大．