Question

汽車安全氣囊是我國行車安全的重要保障．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，從而保護司機及乘客免受傷害．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(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(xué)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．

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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)生成化合物丙和另一種單質(zhì)，鈉和氧化鐵反應(yīng)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(yīng)生成可溶性鹽，
（1）通過以上分析知，甲的化學(xué)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(yīng)是過氧化鈉和二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成過氧化鈉和鐵，反應(yīng)方程式為：6Na+2Fe₂O₃3Na₂O₂+4Fe，鈉和氧化鐵反應(yīng)時，氧化鐵作氧化劑，且該反應(yīng)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(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）氧化鐵作氧化劑，且能和鈉發(fā)生置換反應(yīng)，則選取的替代品應(yīng)該具有氧化性，且能和鈉發(fā)生置換反應(yīng)，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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)生成化合物丙和另一種單質(zhì)，鈉和氧化鐵反應(yīng)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(yīng)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(guān)鍵，難度中等．