Question

汽車安全氣囊是我國行車安全的重要保障．當車輛發(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(jīng)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(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準狀況下的體積為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生成化合物丙和另一種單質(zhì)．化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）甲的化學式為______．
（2）若丙在空氣中轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽，則反應的化學方程式為______．
（3）單質(zhì)乙與紅棕色粉末發(fā)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(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．

Answer 1

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(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，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(zhì)乙，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6.72L，則甲中含有兩種元素，且甲是可溶性物質(zhì)，加熱時能分解生成氮氣和單質(zhì)，則甲是氮化鈉，乙是鈉，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生成化合物丙和另一種單質(zhì)，鈉和氧化鐵反應生成過氧化鈉和鐵，所以丙是過氧化鈉，化合物丙與空氣接觸可轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，過氧化鈉和二氧化碳能反應生成可溶性鹽，
（1）通過以上分析知，甲的化學式為：NaN₃，故答案為：NaN₃；
（2）并是過氧化鈉，若丙在空氣中轉(zhuǎn)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，故答案為：2Na₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂；
（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+2Fe₂O₃3Na₂O₂+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+2Fe₂O₃3Na₂O₂+4Fe，充當氧化劑，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）氧化鐵作氧化劑，且能和鈉發(fā)生置換反應，則選取的替代品應該具有氧化性，且能和鈉發(fā)生置換反應，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，故選D．
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(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，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(zhì)乙，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6.72L，則甲中含有兩種元素，且甲是可溶性物質(zhì)，加熱時能分解生成氮氣和單質(zhì)，則甲是氮化鈉，乙是鈉，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生成化合物丙和另一種單質(zhì)，鈉和氧化鐵反應生成過氧化鈉和鐵，所以丙是過氧化鈉，化合物丙與空氣接觸可轉(zhuǎn)化為可溶性鹽，過氧化鈉和二氧化碳能反應生成可溶性鹽，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來分析解答．
點評：本題考查物質(zhì)的推斷，明確物質(zhì)的性質(zhì)及其顏色是解本題關鍵，難度中等．