Question

8．汽車安全氣囊是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(diǎn)火使其中的固體粉末分解釋放出大量的氮?dú)庑纬蓺饽遥瑥亩�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，取安全裝置中的固體粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．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(yàn)表明，固體粉末部分溶解．經(jīng)檢測(cè)，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?dú)夂蛦钨|(zhì)乙，生成的氮?dú)庹酆铣蓸?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(qǐng)回答下列問題：
（1）甲的化學(xué)式為NaN₃．
（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Na₂O+2CO₂+H₂O=2NaHCO₃
（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6Na+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3Na₂O安全氣囊中紅棕色粉末的作用是避免分解產(chǎn)生的鈉可能產(chǎn)生危害
（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B
A．KCl      B．CuOC．Na₂S
（5）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)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）可溶性鹽的成分可能是Na₂CO₃或NaHCO₃或Na₂CO₃與NaHCO₃的混合物．準(zhǔn)確稱取一定量的生成物，加熱至恒重后，如試樣無失重，則為Na₂CO₃；如加熱后失重，根據(jù)失重的量在試樣總質(zhì)量中的比例，即可推斷出試樣為NaHCO₃或Na₂CO₃與NaHCO₃的混合物．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題干信息推導(dǎo)出甲、乙、丙三種物質(zhì)，粉末僅含Na、Fe、N、O四種元素．水溶性試驗(yàn)表明，固體粉末部分溶解．經(jīng)檢測(cè)，可溶物為化合物甲；不溶物為紅棕色固體，可溶于鹽酸說明為氧化鐵，在四種元素組成的單質(zhì)中，可以在高溫隔絕空氣的條件下與Fe₂O₃反應(yīng)的就只有金屬鈉了，因此單質(zhì)乙是鈉，化合物甲是由Na和N元素組成，由分解的甲的質(zhì)量和產(chǎn)生的氮?dú)怏w積確定甲的分子式；
（2）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來書寫化學(xué)方程式，因?yàn)楸�是在高溫隔絕空氣的條件下生成的，在根據(jù)丙的性質(zhì)可知丙只能是Na₂O；
（3）根據(jù)單質(zhì)和紅棕色粉末發(fā)生的置換反應(yīng)來分析，鈉和氧化鐵發(fā)生的置換反應(yīng)生成鐵和氧化鈉，安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產(chǎn)生的活潑的鈉；
（4）根據(jù)紅棕色粉末氧化鐵的作用來尋找可替代的物質(zhì)，需要和鈉發(fā)生反應(yīng)；
（5）根據(jù)可溶鹽的可能組成情況結(jié)合鹽的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，氧化鈉跟空氣接觸所得的可溶性的鹽成分可能是Na₂CO₃，或NaHCO₃，或Na₂CO₃與NaHCO₃混合物，依據(jù)碳酸氫鈉受熱分解的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)．

解答 解：（1）Na、Fe、N、O四種元素組成的化合物中為紅棕色且可溶于鹽酸的只有Fe₂O₃，在四種元素組成的單質(zhì)中，可以在高溫隔絕空氣的條件下與Fe₂O₃反應(yīng)的就只有金屬鈉了，因此單質(zhì)乙是鈉，化合物甲是由Na和N元素組成，13.0g化合物甲，加熱使其完全分解，生成氮?dú)夂蛦钨|(zhì)乙，生成的氮?dú)庹酆铣蓸?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72L，即0.3mol，經(jīng)計(jì)算知Na和N的原子個(gè)數(shù)比是1：3，所以化合物甲的化學(xué)式為NaN₃，是一種離子化合物，故填：NaN₃，
故答案為：NaN₃；
（2）因?yàn)楸�是在高溫隔絕空氣的條件下生成的，在根據(jù)丙的性質(zhì)可知丙只能是Na₂O而不是Na₂O₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂O+2CO₂+H₂O=2NaHCO₃，故填：Na₂O+2CO₂+H₂O=2NaHCO₃，
故答案為：Na₂O+2CO₂+H₂O=2NaHCO₃；
（3）鈉和氧化鐵發(fā)生的置換反應(yīng)方程式為：6Na+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3Na₂O，所以安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產(chǎn)生的活潑的鈉，避免分解產(chǎn)生的金屬鈉可能產(chǎn)生的危害，故填：6Na+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3Na₂O、避免分解產(chǎn)生的金屬鈉可能產(chǎn)生的危害，
故答案為：6Na+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3Na₂O；避免分解產(chǎn)生的鈉可能產(chǎn)生危害；
（4）安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產(chǎn)生的活潑的鈉，硝酸鉀本身受熱分解產(chǎn)生氧氣，可以和金屬鈉反應(yīng)，選項(xiàng)中能和鈉反應(yīng)的還有氧化銅，故選B，
故答案為：B；
（5）氧化鈉跟空氣接觸所得的可溶性的鹽成分可能是Na₂CO₃，或NaHCO₃，或Na₂CO₃與NaHCO₃混合物，碳酸氫鈉受熱容易分解，碳酸鈉受熱穩(wěn)定，故可以用加熱的辦法來確定成分，故填：可溶性鹽的成分可能是Na₂CO₃，或NaHCO₃，或Na₂CO₃與NaHCO₃混合物；準(zhǔn)確稱取一定量的生成物．加熱至恒重后，如果試樣無失重，則為Na₂CO₃；如加熱后失重，根據(jù)失重的量在試樣總質(zhì)量中的比例，即可推斷出試樣為NaHCO₃，或Na₂CO₃與NaHCO₃混合物，
故答案為：可溶性鹽的成分可能是Na₂CO₃或NaHCO₃或Na₂CO₃與NaHCO₃的混合物．準(zhǔn)確稱取一定量的生成物，加熱至恒重后，如試樣無失重，則為Na₂CO₃；如加熱后失重，根據(jù)失重的量在試樣總質(zhì)量中的比例，即可推斷出試樣為NaHCO₃或Na₂CO₃與NaHCO₃的混合物；

點(diǎn)評(píng) 本題以推斷題的形式考查學(xué)生元素和化合物的知識(shí)，是一道綜合知識(shí)題目，難度較大．