Question

汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

请回答下列问题：

(1)甲的化学式为___________，丙的电子式为___________。

(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为__________________。

(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为______________________，

安全气囊中红棕色粉末的作用是____________________。

(4)以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。

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

(5)    设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分（不考虑结晶水合物）____________________________。

Answer

NaN3 Na2O+2CO2+H2O= 2NaHCO3 6Na+Fe2O3 2Fe + 3Na2O 避免分解产生的金属钠可能产生的危害 D 可溶性盐的成分可能是Na2CO3，或NaHCO3，或Na2CO3与NaHCO3混合物。准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为NaHCO3；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为NaHCO3，或Na2CO3与NaHCO3混合物

【解析】试题分析：粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸，则该红色粉末为氧化铁；取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。则甲含有2种元素，甲为氮化钠，乙是钠；单钠在高温隔绝空气的条件下与氧化铁反应生成化合物丙和另一种单质，则化合物丙是氧化钠，另一种单质是铁；氧化钠与二氧化碳反应生成可溶性盐。

解析：根据以上分析，(1)甲是氮化钠，根据13.0g化合物甲生成6.72L氮气，可知钠元素质量为13-6.72÷22.4×28=4.6g，钠的物质的量为0.2mol、氮元素的物质的量是6.72÷22.4×2=0.6mol，化学式为NaN3，氧化钠的电子式为。

(2)氧化钠与二氧化碳转化为碳酸氢钠，根据元素守恒，则反应的化学方程式为Na2O+2CO2+H2O= 2NaHCO3。

(3)钠与氧化铁发生反应生成氧化钠和铁，化学方程式为6Na+Fe2O3 2Fe + 3Na2O，

金属钠具有腐蚀性，安全气囊中红棕色粉末的作用是避免分解产生的金属钠可能产生的危害。

(4)金属钠还能与氧化铜反应生成氧化钠和铜，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是氧化铜，故D正确。。

(5) 设计一个实验方案，氧化钠与空气中的二氧化碳、水接触可能生成碳酸钠、碳酸氢钠，碳酸氢钠不稳定加热生成碳酸钠、水、二氧化碳，所以探究可溶性盐的成分可以准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为NaHCO3；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为NaHCO3，或Na2CO3与NaHCO3混合物。

点睛：氧化钠是碱性氧化物，与水反应生成氢氧化钠，与二氧化碳反应生成碳酸钠。