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8.汽車安全氣囊是行車安全的重要保障.當車輛發(fā)生碰撞的瞬間,安全裝置通電點火使其中的固體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,取安全裝置中的固體粉末進行實驗.經組成分析,確定該粉末僅含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化合物丙和另一種單質.化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NaN3
(2)若丙在空氣中轉化為碳酸氫鹽,則反應的化學方程式為Na2O+2CO2+H2O=2NaHCO3
(3)單質乙與紅棕色粉末發(fā)生反應的化學方程式為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生的鈉可能產生危害
(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B
A.KCl      B.CuOC.Na2S
(5)設計一個實驗方案,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,根據失重的量在試樣總質量中的比例,即可推斷出試樣為NaHCO3或Na2CO3與NaHCO3的混合物.

分析 (1)根據題干信息推導出甲、乙、丙三種物質,粉末僅含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,可溶于鹽酸說明為氧化鐵,在四種元素組成的單質中,可以在高溫隔絕空氣的條件下與Fe2O3反應的就只有金屬鈉了,因此單質乙是鈉,化合物甲是由Na和N元素組成,由分解的甲的質量和產生的氮氣體積確定甲的分子式;
(2)根據物質的性質來書寫化學方程式,因為丙是在高溫隔絕空氣的條件下生成的,在根據丙的性質可知丙只能是Na2O;
(3)根據單質和紅棕色粉末發(fā)生的置換反應來分析,鈉和氧化鐵發(fā)生的置換反應生成鐵和氧化鈉,安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產生的活潑的鈉;
(4)根據紅棕色粉末氧化鐵的作用來尋找可替代的物質,需要和鈉發(fā)生反應;
(5)根據可溶鹽的可能組成情況結合鹽的性質進行檢驗,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,依據碳酸氫鈉受熱分解的性質設計實驗檢驗.

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中,可以在高溫隔絕空氣的條件下與Fe2O3反應的就只有金屬鈉了,因此單質乙是鈉,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,生成氮氣和單質乙,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,所以化合物甲的化學式為NaN3,是一種離子化合物,故填:NaN3,
故答案為:NaN3
(2)因為丙是在高溫隔絕空氣的條件下生成的,在根據丙的性質可知丙只能是Na2O而不是Na2O2,反應的化學方程式為: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\;}}{\;}$2Fe+3Na2O,所以安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產生的活潑的鈉,避免分解產生的金屬鈉可能產生的危害,故填:6Na+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3Na2O、避免分解產生的金屬鈉可能產生的危害,
故答案為:6Na+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3Na2O;避免分解產生的鈉可能產生危害;
(4)安全氣囊中氧化鐵粉末的作用是消耗產生的活潑的鈉,硝酸鉀本身受熱分解產生氧氣,可以和金屬鈉反應,選項中能和鈉反應的還有氧化銅,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,根據失重的量在試樣總質量中的比例,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,根據失重的量在試樣總質量中的比例,即可推斷出試樣為NaHCO3或Na2CO3與NaHCO3的混合物;

點評 本題以推斷題的形式考查學生元素和化合物的知識,是一道綜合知識題目,難度較大.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

9.工業(yè)上利用CO2和H2催化氫化可以制取甲烷.
(1)已知 
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ•mol-1
CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H=a kJ•mol-1
據此,a=-166,利于該反應自發(fā)進行的條件是低溫(選填“高溫”或“低溫”).
(2)在一定壓強、不同溫度下,兩種催化劑分別催化CO2加氫甲烷化反應2h的結果如圖1所示(一定溫度下僅改變催化劑,其他條件不變):a、b-催化劑I; c、d-催化劑II.甲烷化選擇性:指含碳產物中甲烷的物質的量分數.請據圖1分析:

①催化劑I實驗,400℃~450℃時CO2轉化率下降的原因可能為溫度高速率快2h已達平衡,反應放熱升溫平衡逆移,所以反應的CO2
少轉化率下降.
②催化劑II實驗,檢測密閉容器中產物發(fā)現,溫度升高甲烷的選擇性下降是發(fā)生了:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H>0.若不再改變溫度,提高甲烷化選擇性可以采取的一個措施:改用催化劑I或加壓.(寫出一個合理措施即可)
(3)下列與甲烷化反應有關的描述中,正確的是A、C、D.
A.單位時間內斷裂2molC=O鍵的同時斷裂4molC-H,說明該反應已達平衡
B.催化劑Ⅰ作用下的活化能比催化劑Ⅱ的大
C.甲烷化反應在絕熱的密閉容器中進行時,當容器中溫度不變時說明達到平衡
D.催化劑Ⅰ下,300-450℃內,選擇性保持不變的主要原因是其它副反應的速率很慢
(4)催化劑I實驗,400℃時,向2L固定體積的密閉容器中通入1mol CO2和4mol H2,CH4物質的量隨時間的變化趨勢如圖2時所示,則2h內CO2平均反應速率為0.125mol•L-1•h-1.若其他條件不變,反應在恒壓條件下進行,請在圖2中畫出反應體系中n(CH4)隨時間t變化的趨勢圖.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.現有一個碳酸鹽燃料電池,以一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質,操作溫度為650℃,在此溫度下以鎳為催化劑,直接以水煤氣(CO、H2的體積比為1:1)為燃料,其工作原理如圖所示.
請回答下列問題:
(1)A極為負極,發(fā)生氧化(填“氧化”或“還原”)反應.
(2)B極的電極反應式為O2+2CO2+4e-=2CO32-;
(3)電池總反應式為CO+H2+O2=CO2+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.25℃時,下列有關電解質溶液中微粒的物質的量濃度關系不正確的是( 。
A.等濃度的①(NH42SO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液中的c(NH4+):①>③>②
B.等體積pH=a的醋酸與pH=b的NaOH溶液(a+b=14)充分混合時,可能有:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-
C.已知Ka(HClO)=3.0×10-8,Ka(HCN)=6.2×10-10,等體積、等濃度的NaClO、NaCN溶液中,前者中的離子總數小于后者中的離子總數
D.向20mL氨水中加入10mL等濃度的鹽酸,有c(NH4+)-c(NH3•H2O)=2[c(OH-)-c(H+)]

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.下列關于滴定操作的敘述,正確的是( 。
A.在中和滴定實驗中,錐形瓶須用待測液潤洗
B.用廣泛pH試紙測得某溶液的pH為2.3
C.用標準鹽酸溶液滴定未知濃度NaOH溶液時,若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡未排出而滴定后消失,則能使所測結果偏高
D.滴定時可將KMnO4溶液裝在堿式滴定管中

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

13.煙氣中含有SO2等大量有害的物質,煙氣除硫的方法有多種,其中石灰石法煙氣除硫工藝的主要反應如下:
Ⅰ.CaCO3(s)?CO2(g)+CaO(s)△H=+178.2kJ/mol
Ⅱ.SO2(g)+CaO(s)?CaSO3(s)△H=-402kJ/mol
Ⅲ.2CaSO3(s)+O2(g)+4H2O(l)?2[CaSO4•2H2O](s)△H=-234.2kJ/mol
(1)試寫出由石灰石、二氧化硫、氧氣和水反應生成生石膏的熱化學方程式2CaCO3(s)+O2(g)+2SO2(g)+4H2O(l)?2[CaSO4.2H2O](s)+2CO2(g)△H=-681.8kJ/mol.
(2)反應Ⅱ為煙氣除硫的關鍵,取相同用量的反應物在3種不同的容器中進行該反應,A容器保持恒溫恒壓,B容器保持恒溫恒容,C容器保持恒容絕熱,且初始時3個容器的容積和溫度均相同,下列說法正確的是ad
a.3個容器中SO2的轉化率的大小順序:aA>aB>aC
b.當A容器內氣體的平均摩爾質量不變時,說明反應處于化學平衡狀態(tài)
c.A、B兩個容器達到平衡所用的時間:tA>tB
d.當C容器內平衡常數不變時,說明該反應處于化學平衡狀態(tài)
(3)依據上述反應Ⅱ來除硫,將一定量的煙氣壓縮到一個20L的容器中,測得不同溫度下,容器內SO2的質量(mg)如下表
  0 2040  60 80 100120 
 T1 2100 1052 540 199 8.7 0.06 0.06 
 T22100 869 242
①在T1溫度下,計算20-40min內SO2的反應速率2×10-5mol/(L•min).
②若其它條件都相同,則T1>T2(填“>”、“<”或“=”,下同);x<0.06.
③在T2溫度下,若平衡后將容器的容積壓縮為10L,則新平衡時SO2的濃度=原平衡時SO2的濃度(填“>”、“<”或“=”),理由是該反應的平衡常數表達式為k=$\frac{1}{c(S{O}_{2})}$,溫度不變,平衡常數不變,所以濃度相等.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

20.PbI2(亮黃色粉末)是生產新型敏化太陽能電池的敏化劑--甲胺鉛碘的原料.合成PbI2的實驗流程如圖1:

(1)將鉛塊制成鉛花的目的是增大與酸的接觸面積,加快溶解反應速率.
(2)31.05g鉛花用5.00mol•L-1的硝酸溶解,至少需消耗5.00mol•L-1硝酸80mL.
(3)取一定質量(CH3COO)2Pb•nH2O樣品在N2氣氛中加熱,測得樣品固體殘留率)($\frac{固體樣品的剩余質量}{固體樣品的起始質量}$×100%)隨溫度的變化如圖2所示(已知:樣品在75℃時已完全失去結晶水).

①(CH3COO)2Pb•nH2O中結晶水數目n=3(填整數).
②100~200℃間分解產物為鉛的氧化物和一種有機物,則該有機物為C4H6O3(寫分子式).
(4)稱取一定質量的PbI2固體,用蒸餾水配制成室溫時的飽和溶液,準確移取25.00mL PbI2飽和溶液分次加入陽離子交換樹脂RH中,發(fā)生:2RH(s)+Pb2+(aq)═R2Pb(s)+2H+(aq),用錐形瓶接收流出液,最后用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性,將洗滌液合并到錐形瓶中.加入2~3滴酚酞溶液,用0.002500mol•L-1NaOH溶液滴定,到滴定終點時用去氫氧化鈉標準溶液20.00mL.則室溫時PbI2 的Ksp為4.000×10-9
(5)探究濃度對碘化鉛沉淀溶解平衡的影響.
該化學小組根據所提供試劑設計兩個實驗,來說明濃度對沉淀溶解平衡的影響.
提供試劑:NaI飽和溶液、NaCl飽和溶液、FeCl3 飽和溶液、PbI2飽和溶液、PbI2懸濁液.
信息提示:Pb2+和Cl-能形成較穩(wěn)定的PbCl42-絡離子.
請?zhí)顚懴卤淼目瞻滋帲?br />
實驗內容實驗方法實驗現象及原因分析
①碘離子濃度增大對平衡的影響取PbI2飽和溶液少量于一支試管中,再滴入幾滴NaI飽和溶液現象:溶液中c(I-)增大,使Q大于了PbI2的Ksp
②鉛離子濃度減小對平衡的影響取PbI2懸濁液少量于一支試管中,再加入少量NaCl飽和溶液現象:黃色渾濁消失
原因:形成PbCl42-,導致溶液中c(Pb2+)減小,使Qc小于PbI2的Ksp
③鉛離子和碘離子濃度都減小對平衡的影響在PbI2懸濁液中滴入幾滴FeCl3飽和溶液現象:黃色渾濁消失
寫出反應的離子方程式:PbI2+2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.設計一實驗將只含有Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3的白色固體中的三種成分檢驗出來.取一定量的白色固體與燒瓶A中,通過分液漏斗加入液體a,如圖所示:
(1)實驗開始前,需進行的操作是:檢查裝置氣密性
(2)寫出A中發(fā)生的離子反應方程式:CO32-+2H+=CO2↑+H2O,SO32-+2H+=SO2↑+H2O
(3)液體a的名稱為:硫酸;已知B、D都為品紅,C為酸性KMnO4溶液,則D裝置的作用為:檢驗二氧化硫是否除盡
(4)檢驗出Na2CO3的現象是:D中品紅不褪色,E中石灰水變渾濁
(5)裝置C中的試劑還可用與KMnO4具有相同反應原理、現象明顯但不具有揮發(fā)性的試劑,請寫出你所選試劑在實驗中發(fā)生的離子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+
(6)能否直接用反應后燒瓶A中的液體檢驗Na2SO4,為什么?不能,因為在檢驗Na2SO3、Na2CO3的實驗時已經向燒瓶中加入了硫酸,直接用反應后燒瓶中的溶液就不能說明原固體中含有Na2SO4

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.下列有關電解質溶液的說法正確的是(  )
A.將FeCl2溶液在空氣中加熱蒸干并灼燒,最終得到黑色FeO固體
B.同濃度的氨水,NH4Cl、(NH42SO4溶液中水電離出氫離子濃度相同
C.一定濃度的氨水和鹽酸混合存在關系:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-
D.室溫下,0.1mol/L的HA溶液中$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$=1010,則NaA溶液顯酸性

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