Question

（16分）汽車安全氣囊是汽車安全的重要保障。當車輛發生碰撞的瞬間，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原理，取安全裝置中的粉末進行實驗。經組成分析，確定該粉末僅Na、Fe、N、O四種元素。水溶性試驗表明，固體粉末部分溶解。經檢測，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，生成氮氣和單質乙，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6.72L。單質乙在高溫隔絕空氣的條件下與不溶物紅棕色粉末反應生成淡黃色化合物丙和另一種單質�；�合物丙與空氣接觸可轉化為可溶性鹽。
請回答下列問題：   
（1）甲的化學式為           ，丙的電子式為           。
（2）單質乙與紅棕色粉末發生反應的化學方程式為                           。
（3）若丙在空氣中轉化為碳酸氫鹽，則反應的化學方程式為           。
（4）以下物質中，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
（5）某同學提出，丙在空氣中也可能轉化為另一種鹽。將丙在空氣中放置一段時間后，為探究其轉化產物的成分，他提出如下方案：
A．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克
B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體
C．取a克混合物充分加熱，得b克固體
D．取a克混合物與足量Ca(OH)₂溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b克固體。
其中方案C首先得到老師肯定，據該方案實驗后，若b與a滿足           關系，則證明固體是兩種鹽的混合物。你認為，除方案C外，合理的方案還有           。

Answer 1

（1）Na₃N，
(2) 6Na+2Fe₂O₃=3Na₂O₂+4Fe
(3) 2N₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂
（4）D 
（5）53／84a＜ b ＜ a      B D

試題分析：（1）根據題意知，Na、Fe、N、O四種元素組成的化合物中不溶于水、可溶于鹽酸的紅棕色固體只有Fe₂O₃；在四種元素組成的單質中，在高溫隔絕空氣的條件下與Fe₂O₃反應的只有金屬鈉，單質乙是鈉，淡黃色化合物丙為過氧化鈉；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，生成氮氣和金屬鈉，生成的氮氣折合成標準狀況下的體積為6.72L，即0.3mol，經計算知Na和N的原子個數比是1：3，化合物甲的化學式為NaN₃，過氧化鈉的電子式為；（2）金屬鈉與紅棕色粉末氧化鐵發生反應的化學方程式為6Na+2Fe₂O₃=3Na₂O₂+4Fe；（3）過氧化鈉在空氣中轉化為碳酸氫鈉和氧氣，則反應的化學方程式為2N₂O₂+4CO₂+2H₂O=4NaHCO₃+O₂；（4）安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產生的活潑的鈉，選項中能和鈉反應的是氧化銅，選D；（5）過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，碳酸鈉受熱難分解，可以用加熱的辦法來確定成分，C方案：取a克混合物充分加熱，得b克固體，當固體為碳酸鈉時，加熱，固體不分解，反應前后固體質量不變，a=b；當固體為碳酸氫鈉時，根據2NaHCO₃Na₂CO₃ + CO₂↑+ H₂O知，固體質量減少，b=53／84a；當固體為二者的混合物時，53／84a＜ b ＜ a；A、取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體二氧化碳和水蒸氣均能被堿石灰吸收，無法確定混合物的組成；B、取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克氯化鈉固體，列方程組計算，可確定混合物組成；D、取a克混合物與足量Ca(OH)₂溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b克碳酸鈣固體列方程組計算，可確定混合物組成，選BD。