Question

X是一種新型無(wú)機(jī)材料，它與碳化硅（SiC）結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近． X有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系：其中，C是一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的無(wú)色氣體，D為白色膠狀沉淀，E溶液的焰色反應(yīng)火焰呈黃色，M是一種常見(jiàn)金屬，過(guò)量的M與L可生成Q和I．

（1）X與A溶液反應(yīng)的離子方程式為

AlN+H₂O+OH^-=AlO₂^-+NH₃↑

．
（2）把紅熱的木炭投入到L的濃溶液中，可發(fā)生劇烈反應(yīng)，①化學(xué)方程式為

C+4HNO_3（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O

．
②若把產(chǎn)生的氣體通入足量的飽和碳酸氫鈉溶液中，再把逸出的氣體干燥后通入足量的過(guò)氧化鈉固體，充分反應(yīng)后，再通入水中，最后收集到的氣體是

O₂

．
③若把產(chǎn)生的氣體直接通入足量的澄清石灰水中，現(xiàn)象是

開(kāi)始無(wú)沉淀，最后有白色沉淀生成，溶液上方出現(xiàn)紅棕色

．
（3）將K、I、G混合氣體充滿(mǎn)容器后倒置于水槽中，氣體完全溶解，溶液充滿(mǎn)整個(gè)容器．則三者的物質(zhì)的量之比可能為

ABC

A．1：1：1         B．4：2：2.5        C．4：8：7        D．6：4：5
所得溶液的濃度范圍

0.026～0.36

（標(biāo)準(zhǔn)狀況）
（4）熔融條件下，化合物A中金屬元素所對(duì)應(yīng)的單質(zhì)Z與Q可組成可充電電池（裝置如下），

反應(yīng)原理為：2Z+Q 

放電

充電

 M+2E
①放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)式為

Fe²⁺+2e^-=Fe

；
②充電時(shí)，

鈉

（寫(xiě)物質(zhì)名稱(chēng)）電極接電源的負(fù)極．

Answer 1

分析：C是一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的無(wú)色氣體為NH₃，D為白色膠狀沉淀結(jié)合生成的F電解判斷D為Al（OH）₃，F(xiàn)為Al₂O₃，G為O₂，H為Al，把紅熱的木炭投入到L的濃溶液中，可發(fā)生劇烈反應(yīng)，可以判斷I為NO，J為H₂O，K為NO₂，L為HNO₃，M是一種常見(jiàn)金屬，過(guò)量的M與L可生成Q和I，證明M為Fe，Q為Fe（NO₃）₂，轉(zhuǎn)化關(guān)系中，E溶液的焰色反應(yīng)火焰呈黃色說(shuō)明含鈉元素，B和適量的硝酸反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和E，證明B為偏鋁酸鈉NaAlO₂，E為NaNO₃，X是一種新型無(wú)機(jī)材料，它與碳化硅（SiC）結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近．結(jié)合和A反應(yīng)產(chǎn)物判斷X為AlN，A為氫氧化鈉溶液；依據(jù)判斷出的物質(zhì)分析判斷回答問(wèn)題．

解答：解：C是一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的無(wú)色氣體為NH₃，D為白色膠狀沉淀結(jié)合生成的F電解判斷D為Al（OH）₃，F(xiàn)為Al₂O₃，G為O₂，H為Al，把紅熱的木炭投入到L的濃溶液中，可發(fā)生劇烈反應(yīng)，可以判斷I為NO，J為H₂O，K為NO₂，L為HNO₃，M是一種常見(jiàn)金屬，過(guò)量的M與L可生成Q和I，證明M為Fe，Q為Fe（NO₃）₂，轉(zhuǎn)化關(guān)系中，E溶液的焰色反應(yīng)火焰呈黃色說(shuō)明含鈉元素，B和適量的硝酸反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和E，證明B為偏鋁酸鈉NaAlO₂，E為NaNO₃，X是一種新型無(wú)機(jī)材料，它與碳化硅（SiC）結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近．結(jié)合和A反應(yīng)產(chǎn)物判斷X為AlN，A為氫氧化鈉溶液；
（1）X與A溶液反應(yīng)的離子方程式為：AlN+H₂O+OH^-=AlO₂^-+NH₃↑，故答案為：AlN+H₂O+OH^-=AlO₂^-+NH₃↑；
（2）把紅熱的木炭投入到L（HNO₃）的濃溶液中，可發(fā)生劇烈反應(yīng)，①化學(xué)方程式為：C+4HNO_3（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故答案為：C+4HNO_3（濃）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
②把產(chǎn)生的氣體通入足量的飽和碳酸氫鈉溶液中，按照二氧化碳和二氧化氮物質(zhì)的量為1：4，發(fā)生反應(yīng)3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；得到二氧化碳1+

8

3

=

11

3

和一氧化氮

4

3

，再把逸出的氣體干燥后通入足量的過(guò)氧化鈉固體，充分反應(yīng)后，生成氧氣

11

6

，再通入水中，依據(jù)反應(yīng)計(jì)算：4NO+O₂+2H₂O=4HNO₃，一氧化氮全部反應(yīng)，剩余氧氣=

11

6

-

1

3

=

9

6

=1.5，最后收集到的氣體為O₂，
故答案為：O₂；
③把產(chǎn)生的氣體直接通入足量的澄清石灰水中，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，硝酸和氫氧化鈣反應(yīng)，所以開(kāi)始無(wú)沉淀，最后有白色沉淀碳酸鈣生成，一氧化氮遇到空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w，溶液上方出現(xiàn)紅棕色，
故答案為：開(kāi)始無(wú)沉淀，最后有白色沉淀生成，溶液上方出現(xiàn)紅棕色；
（3）將K（NO₂）、I（NO）、G（O₂）混合氣體充滿(mǎn)容器后倒置于水槽中，氣體完全溶解，溶液充滿(mǎn)整個(gè)容器．則三者的物質(zhì)的量之比可能為：
A．1：1：1時(shí)，NO₂+NO+O₂+H₂O=2HNO₃；氣體可以全部溶解，故A符合；
B．4：2：2.5 時(shí)，按照4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；分析氣體恰好溶于水，故B符合；
C．4：8：7，按照4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；分析氣體恰好溶于水，故C符合；
D．6：4：5，按照4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；分析計(jì)算反應(yīng)后剩余氧氣0.5，氣體不能全部溶于水，故D不符合；
故選ABC；
所得溶液的濃度范圍可以用極值法計(jì)算發(fā)生反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；的溶液濃度計(jì)算判斷，
按照反應(yīng)：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；進(jìn)行，氣體體積為5L，二氧化氮為4L，則溶液濃度=

4 22.4

5

=0.36mol/L
按照反應(yīng)：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，進(jìn)行，氣體體積為7L，一氧化氮為4L，則溶液濃度=

4 22.4

7

=0.026mol/L；
所以所得溶液的濃度范圍為0.026～0.36，
故答案為：ABC；0.026～0.36；
（4）熔融條件下，化合物A中金屬元素所對(duì)應(yīng)的單質(zhì)Z（Na）與Q（Fe（NO₃）₂）可組成可充電電池，
反應(yīng)原理為：2Z（Na）+Q（Fe（NO₃）₂）

放電

充電

M（Fe）+2E（NaNO₃），
①依據(jù)電池反應(yīng)，放電時(shí)正極為亞鐵離子被還原為Fe，電池的正極反應(yīng)式為：Fe²⁺+2e^-=Fe，故答案為：Fe²⁺+2e^-=Fe；
②依據(jù)充電電池裝置可知，放電時(shí)熔融鈉電極做負(fù)極，熔融Fe（NO₃）₂電極做正極；充電時(shí)原電池的負(fù)極解電源負(fù)極做電解池陰極，原電池的正極接電源正極做電解池的陽(yáng)極，所以充電時(shí)鈉接電源的負(fù)極，故答案為：鈉．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的推斷應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)的綜合應(yīng)用，主要考查氮化鋁新型材料的性質(zhì)應(yīng)用，氨氣、碳、鋁及其化合物、鐵，硝酸，氮的氧化物性質(zhì)的應(yīng)用，氮氧化物的混合計(jì)算應(yīng)用，原電池，電解池的原理分析，題目綜合性大，難度較大．