Question

（16分）汽车安全气囊是汽车安全的重要保障。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出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。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成淡黄色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）单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为                            。

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

（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）某同学提出，丙在空气中也可能转化为另一种盐。将丙在空气中放置一段时间后，为探究其转化产物的成分，他提出如下方案：

A．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克

B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体

C．取a克混合物充分加热，得b克固体

D．取a克混合物与足量Ca(OH)₂溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。

其中方案C首先得到老师肯定，据该方案实验后，若b与a满足            关系，则证明固体是两种盐的混合物。你认为，除方案C外，合理的方案还有            。

Answer

（1）Na3N，

(2) 6Na+2Fe2O3=3Na2O2+4Fe

(3) 2N2O2+4CO2+2H2O=4NaHCO3+O2

（4）D

（5）53／84a ＜ b ＜ a B D

【解析】

试题分析：（1）根据题意知，Na、Fe、N、O四种元素组成的化合物中不溶于水、可溶于盐酸的红棕色固体只有Fe2O3；在四种元素组成的单质中，在高温隔绝空气的条件下与Fe2O3反应的只有金属钠，单质乙是钠，淡黄色化合物丙为过氧化钠；化合物甲是由Na和N元素组成，13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和金属钠，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L，即0.3mol，经计算知Na和N的原子个数比是1：3，化合物甲的化学式为NaN3，过氧化钠的电子式为；（2）金属钠与红棕色粉末氧化铁发生反应的化学方程式为6Na+2Fe2O3=3Na2O2+4Fe；（3）过氧化钠在空气中转化为碳酸氢钠和氧气，则反应的化学方程式为2N2O2+4CO2+2H2O=4NaHCO3+O2；（4）安全气囊中氧化铁粉末的作用是消耗产生的活泼的钠，选项中能和钠反应的是氧化铜，选D；（5）过氧化钠跟空气接触所得的可溶性的盐成分可能是Na2CO3，或NaHCO3，或Na2CO3与NaHCO3混合物，碳酸氢钠受热容易分解，碳酸钠受热难分解，可以用加热的办法来确定成分，C方案：取a克混合物充分加热，得b克固体，当固体为碳酸钠时，加热，固体不分解，反应前后固体质量不变，a=b；当固体为碳酸氢钠时，根据2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑+ H2O知，固体质量减少，b=53／84a；当固体为二者的混合物时，53／84a ＜ b ＜ a；A、取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体二氧化碳和水蒸气均能被碱石灰吸收，无法确定混合物的组成；B、取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克氯化钠固体，列方程组计算，可确定混合物组成；D、取a克混合物与足量Ca(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克碳酸钙固体列方程组计算，可确定混合物组成，选BD。

考点：考查物质推断、混合物计算、实验方案的分析评价。