Question

X是一种新型无机材料，它与碳化硅（SiC）结构相似、物理性质相近． X有如下的转化关系：其中，C是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体，D为白色胶状沉淀，E溶液的焰色反应火焰呈黄色，M是一种常见金属，过量的M与L可生成Q和I．

（1）X与A溶液反应的离子方程式为

AlN+H₂O+OH^-=AlO₂^-+NH₃↑

．
（2）把红热的木炭投入到L的浓溶液中，可发生剧烈反应，①化学方程式为

C+4HNO_3（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O

．
②若把产生的气体通入足量的饱和碳酸氢钠溶液中，再把逸出的气体干燥后通入足量的过氧化钠固体，充分反应后，再通入水中，最后收集到的气体是

O₂

．
③若把产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中，现象是

开始无沉淀，最后有白色沉淀生成，溶液上方出现红棕色

．
（3）将K、I、G混合气体充满容器后倒置于水槽中，气体完全溶解，溶液充满整个容器．则三者的物质的量之比可能为

ABC

A．1：1：1         B．4：2：2.5        C．4：8：7        D．6：4：5
所得溶液的浓度范围

0.026～0.36

（标准状况）
（4）熔融条件下，化合物A中金属元素所对应的单质Z与Q可组成可充电电池（装置如下），

反应原理为：2Z+Q 

放电

充电

 M+2E
①放电时，电池的正极反应式为

Fe²⁺+2e^-=Fe

；
②充电时，

钠

（写物质名称）电极接电源的负极．

Answer 1

分析：C是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体为NH₃，D为白色胶状沉淀结合生成的F电解判断D为Al（OH）₃，F为Al₂O₃，G为O₂，H为Al，把红热的木炭投入到L的浓溶液中，可发生剧烈反应，可以判断I为NO，J为H₂O，K为NO₂，L为HNO₃，M是一种常见金属，过量的M与L可生成Q和I，证明M为Fe，Q为Fe（NO₃）₂，转化关系中，E溶液的焰色反应火焰呈黄色说明含钠元素，B和适量的硝酸反应生成氢氧化铝沉淀和E，证明B为偏铝酸钠NaAlO₂，E为NaNO₃，X是一种新型无机材料，它与碳化硅（SiC）结构相似、物理性质相近．结合和A反应产物判断X为AlN，A为氢氧化钠溶液；依据判断出的物质分析判断回答问题．

解答：解：C是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体为NH₃，D为白色胶状沉淀结合生成的F电解判断D为Al（OH）₃，F为Al₂O₃，G为O₂，H为Al，把红热的木炭投入到L的浓溶液中，可发生剧烈反应，可以判断I为NO，J为H₂O，K为NO₂，L为HNO₃，M是一种常见金属，过量的M与L可生成Q和I，证明M为Fe，Q为Fe（NO₃）₂，转化关系中，E溶液的焰色反应火焰呈黄色说明含钠元素，B和适量的硝酸反应生成氢氧化铝沉淀和E，证明B为偏铝酸钠NaAlO₂，E为NaNO₃，X是一种新型无机材料，它与碳化硅（SiC）结构相似、物理性质相近．结合和A反应产物判断X为AlN，A为氢氧化钠溶液；
（1）X与A溶液反应的离子方程式为：AlN+H₂O+OH^-=AlO₂^-+NH₃↑，故答案为：AlN+H₂O+OH^-=AlO₂^-+NH₃↑；
（2）把红热的木炭投入到L（HNO₃）的浓溶液中，可发生剧烈反应，①化学方程式为：C+4HNO_3（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O，故答案为：C+4HNO_3（浓）

△   .

CO₂↑+4NO₂↑+2H₂O；
②把产生的气体通入足量的饱和碳酸氢钠溶液中，按照二氧化碳和二氧化氮物质的量为1：4，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；得到二氧化碳1+

8

3

=

11

3

和一氧化氮

4

3

，再把逸出的气体干燥后通入足量的过氧化钠固体，充分反应后，生成氧气

11

6

，再通入水中，依据反应计算：4NO+O₂+2H₂O=4HNO₃，一氧化氮全部反应，剩余氧气=

11

6

-

1

3

=

9

6

=1.5，最后收集到的气体为O₂，
故答案为：O₂；
③把产生的气体直接通入足量的澄清石灰水中，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸和氢氧化钙反应，所以开始无沉淀，最后有白色沉淀碳酸钙生成，一氧化氮遇到空气中的氧气反应生成二氧化氮气体，溶液上方出现红棕色，
故答案为：开始无沉淀，最后有白色沉淀生成，溶液上方出现红棕色；
（3）将K（NO₂）、I（NO）、G（O₂）混合气体充满容器后倒置于水槽中，气体完全溶解，溶液充满整个容器．则三者的物质的量之比可能为：
A．1：1：1时，NO₂+NO+O₂+H₂O=2HNO₃；气体可以全部溶解，故A符合；
B．4：2：2.5 时，按照4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；分析气体恰好溶于水，故B符合；
C．4：8：7，按照4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；分析气体恰好溶于水，故C符合；
D．6：4：5，按照4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；分析计算反应后剩余氧气0.5，气体不能全部溶于水，故D不符合；
故选ABC；
所得溶液的浓度范围可以用极值法计算发生反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃；的溶液浓度计算判断，
按照反应：4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃；进行，气体体积为5L，二氧化氮为4L，则溶液浓度=

4 22.4

5

=0.36mol/L
按照反应：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，进行，气体体积为7L，一氧化氮为4L，则溶液浓度=

4 22.4

7

=0.026mol/L；
所以所得溶液的浓度范围为0.026～0.36，
故答案为：ABC；0.026～0.36；
（4）熔融条件下，化合物A中金属元素所对应的单质Z（Na）与Q（Fe（NO₃）₂）可组成可充电电池，
反应原理为：2Z（Na）+Q（Fe（NO₃）₂）

放电

充电

M（Fe）+2E（NaNO₃），
①依据电池反应，放电时正极为亚铁离子被还原为Fe，电池的正极反应式为：Fe²⁺+2e^-=Fe，故答案为：Fe²⁺+2e^-=Fe；
②依据充电电池装置可知，放电时熔融钠电极做负极，熔融Fe（NO₃）₂电极做正极；充电时原电池的负极解电源负极做电解池阴极，原电池的正极接电源正极做电解池的阳极，所以充电时钠接电源的负极，故答案为：钠．

点评：本题考查了物质转化关系的推断应用，物质性质的综合应用，主要考查氮化铝新型材料的性质应用，氨气、碳、铝及其化合物、铁，硝酸，氮的氧化物性质的应用，氮氧化物的混合计算应用，原电池，电解池的原理分析，题目综合性大，难度较大．