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习题案例1 元素化合物部分 2010年7月 习题案例一 随着人们生活水平的提高 小轿车越来越多的进入了家庭 汽车安全气囊就成为人们最关注的轿车安全设施之一 安全气囊在汽车发生碰撞后的0 01秒内开始工作 0 10秒内气囊完全被气体胀大 防止脆弱的乘客肉体与车身产生直接碰撞 大大减少受伤的可能性 汽车安全气囊中的化学成分主要有四种 分别是气体发生剂A 氧化剂B和C 粘合剂D A B C和D都是由常用元素组成的简单化合物 气体发生剂A由两种元素组成 两元素的原子个数比为1 3 A为六方白色晶体 易溶于水 通常情况下相对稳定 碰撞时剧烈分解 产生熔融状态的单质E与气体F E常温下为固体 是热和电的良导体 性质十分活跃 可与水反应 也可直接与O2作用生成G G可用做高空飞行或潜水时呼吸面具中的供氧剂 气体F十分稳定 但可与金属镁作用生成白色固体H H强烈水解 生成不溶于水的白色沉淀I与气体J 氧化剂B为金属氧化物 能溶于酸 溶于酸的溶液用碱处理则产生红棕色凝胶状水合氧化物沉淀 加热该沉淀到473K 则又生成红棕色的B 它具有刚玉型结构 广泛用做红色颜料 氧化剂C为钾盐 无色晶体 易溶于水 其溶解度随温度升高急剧增大 C加热时易分解 生成固体K与气体L 气体L可使带有余烬的火柴复燃 粘合剂D也为氧化物 在自然界中有晶体和无定形两种形态 性质十分稳定 在无机酸中只能与HF作用 与气态HF作用生成气态物质M 与液态HF作用生成酸性物质N 请回答下列问题 1 写出汽车撞击后气体发生剂A分解产生大量气体的方程式并配平 2 写出气体发生剂A中阴离子可能的结构式 3 写出氧化剂B和C的分子式 4 写出H水解的方程式 2NaN3 Na 3N2 B Fe2O3C KNO3 Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 5 写出G用做高空飞行或潜水时呼吸面具的供氧剂的方程式 6 写出粘合剂D与气态和液态HF反应的主产物M和N的分子式 7 从安全角度讲 使用化合物A作为气体发生剂有什么不妥之处 8 粘合剂D在汽车安全气囊里除起粘合作用外还起到了什么作用 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 M SiF4N H2SiF6 从安全角度讲 叠氮化钠在被激活后释放的气体冲起气囊的同时 还会生成固态的钠 钠的化学性质非常活泼 特别是在与水接触时可以直接燃烧 存在潜在危险 SiO2与叠氮化钠生成的固态的钠及氧化物反应生成硅酸盐 减轻了钠存在潜在危险 同时降低了腐蚀性 减少了对环境的污染 习题案例二 X和Y在周期表中相邻 CaCO3与X的单质高温反应 生成化合物B和一种气态氧化物 B与Y的单质反应生成化合物C和X的单质 B水解生成D C水解生成E E水解生成尿素 确定B C D E X和Y 分析 X CaCO3B 气态氧化物 C X 单质 高温 Y 单质 H2O H2O H2O D E 尿素 X和Y在周期表中相邻 答 B CaC2C CaCN2D C2H2或Ca OH 2E H N C N HX CY N Ca2 N C N 习题案例三 氰氨化钙是一种多用途的有效肥料 它很容易用廉价的普通化学品 如CaCO3来生产 CaCO3热分解产生固体A和气体B 用碳还原A 生成灰色固体C和气体D D可进一步被氧化 C与氮气反应最终生成氰氨化钙 氰氨化钙中Ca的质量分数是50 问题1 如何合成氰氨化钙 用化学反应方程式表示合成过程 问题2 氰氨化钙水解产生什么气体 写出水解反应方程式 H N C N HCaCN2 2H2O H N C N H Ca OH 2 问题3 在固体化学中 氰氨化钙的阴离子呈现异构化 两种异构离子的氢化物都是已知的 至少在气态 画出它们氢化物的结构式 指出平衡倾向于哪一物质 习题案例四 化合物X是产量大 应用广的二元化合物 大量用作漂白剂 饮水处理剂 消毒剂等 年产量达300万吨的氯酸钠是生产X的原料 92 用于生产X 在酸性水溶液中用盐酸 二氧化硫或草酸还原 此外 将亚氯酸钠固体装柱 通入用空气稀释的氯气氧化 也可生产X X有极性和顺磁性 不形成二聚体 在碱性溶液里可发生歧化反应 1 写出X的分子式和共轭 键 2 分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产X的反应方程式 3 写出上述X歧化反应的化学方程式 ClO2 2ClO3 H2C2O4 2H 2ClO2 2CO2 2H2O或2NaClO3 H2C2O4 H2SO4 2ClO2 2CO2 Na2SO4 2H2O2NaClO2 Cl2 2ClO2 2NaClNaClO2是固体 写成ClO2 不得分 2ClO2 2NaOH NaClO2 NaClO3 H2O或2ClO2 2OH ClO2 ClO3 H2O 习题案例六 纳米材料由纳米粒子构成 由于在吸附 催化 光 电和磁等方面得到了广泛应用 其制备方法引起人们的高度重视 具有磁特性的纳米X材料 尤其是粒径小于其超顺磁性临界尺寸的纳米晶体 用于制备磁流体 制备的研究引起研究人员的广泛关注 对于X的制备可用低温共沉淀法和高温法等 1 低温共沉淀法 按Mn2 和Fe3 比为1 2 称取MnSO4 H2O及FeCl3 6H2O 并溶于蒸馏水配制混合溶液 其后加入3mol L 1的NaOH 在搅拌条件下于三口瓶中进行加热反应 并调节溶液pH约为11 当逐渐升温到某一温度 55 C 95 C 时 再进行恒温反应一段时间 0 5h 2h 然后自然冷却至室温 经洗涤 抽滤 干燥和研磨即得样品 2 高温法 原料与低温共沉淀法相同 先在室温下制得前驱体 Mn OH 2及Fe OH 3的混合物 其后洗涤 抽滤 干燥和研磨 于1000 C在高温炉中灼烧2h 即得样品 问题 1 写出X的化学式 并命名 2 写出方法 1 中制备X的化学方程式 3 上述方法中都涉及到洗涤 洗涤的目的是什么 如何检验洗涤完成 4 方法 2 制得的X不如方法 1 的纯度高 为