题目内容

汽车安全气囊是我国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，确定该粉末仅含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．
（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．

解：粉末仅含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，则该红棕色固体是氧化铁；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，则甲中含有两种元素，且甲是可溶性物质，加热时能分解生成氮气和单质，则甲是氮化钠，乙是钠，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化合物丙和另一种单质，钠和氧化铁反应生成过氧化钠和铁，所以丙是过氧化钠，化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐，过氧化钠和二氧化碳能反应生成可溶性盐，
（1）通过以上分析知，甲的化学式为：NaN₃，故答案为：NaN₃；
（2）并是过氧化钠，若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则该反应是过氧化钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠和氧气，反应的化学方程式为2Na₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂，故答案为：2Na₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂；
（3）高温条件下，钠和氧化铁反应生成过氧化钠和铁，反应方程式为：6Na+2Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 3Na₂O₂+4Fe，钠和氧化铁反应时，氧化铁作氧化剂，且该反应放出大量热，能提供能量促进氮化钠分解，
故答案为：6Na+2Fe₂O₃ $\text{[math]}$ 3Na₂O₂+4Fe，充当氧化剂，除去氮化钠分解产生的金属钠（金属钠溶于水产生大量的热和碱性有害物质），提供大量的热量用于氮化钠的迅速分解；
（4）氧化铁作氧化剂，且能和钠发生置换反应，则选取的替代品应该具有氧化性，且能和钠发生置换反应，从氧化性角度分析KNO₃、CuO均可，但KNO₃本身受热分解，产生氧气与氮气反应，故选D．
分析：粉末仅含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，则该红棕色固体是氧化铁；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，则甲中含有两种元素，且甲是可溶性物质，加热时能分解生成氮气和单质，则甲是氮化钠，乙是钠，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化合物丙和另一种单质，钠和氧化铁反应生成过氧化钠和铁，所以丙是过氧化钠，化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐，过氧化钠和二氧化碳能反应生成可溶性盐，根据物质的性质来分析解答．
点评：本题考查物质的推断，明确物质的性质及其颜色是解本题关键，难度中等．