题目内容
16．某物质M具有热导率高、高温下电绝缘性好、高温下材料强度大、无毒等优异性能．经检测，M中只含有两种短周期元素．现取41g M溶于适量的NaOH溶液中恰好反应，得到无色溶液A和22.4L气体B（气体体积为标准状况下测得），该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．往反应后的溶液中逐滴加入盐酸，可观察到溶液先变浑浊后变澄清．物质B有以下转化关系：B$\stackrel{x}{→}$C$\stackrel{x}{→}$D$\stackrel{H_{2}O}{→}$E，E是一种强酸．将C和D的混合物溶解在接近零度的水中，即可得到一种弱酸F的水溶液．请回答下列问题：
（1）物质M的化学式为AlN．
（2）无色溶液A呈碱性，其原因是AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-（用离子方程式表示）．
（3）弱酸F是一种比碳酸酸性稍强的弱酸，具有较强的氧化性，通常在室温下易分解．要制得F溶液，可以往冷冻的其钠盐浓溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用的是bd（填序号）．
a．盐酸b．二氧化碳 c．稀硫酸d．二氧化硫
（4）工业碱性废水中若含有NO2-，可用铝粉除去．已知此反应体系中检测到B气体．写出上述反应的离子方程式：2Al+NO2-+OH-+H2O=2AlO2-+NH3↑．若改用电解法将废水中NO2-转换为N2除去，N2将在阴极（填“阴极”或“阳极”）生成，电极反应式为2NO2-+6e-+4H2O=N2+8OH-．
分析 某物质M具有热导率高、高温下电绝缘性好、高温下材料强度大、无毒等优异性能，经检测，M中只含有两种短周期元素，现取41gM溶于适量的NaOH溶液中恰好反应，得到无色溶液A和22.4L气体B（气体体积为标准状况下），该气体能使红色石蕊试纸变蓝，则该气体B是氨气，往反应后的溶液中逐滴加入盐酸，可观察到溶液先变浑浊后变澄清，则反应后的溶液中溶质A是NaAlO2，根据元素守恒知，M是AlN；
物质B有如下转化关系：B$\stackrel{x}{→}$C$\stackrel{x}{→}$D$\stackrel{H_{2}O}{→}$E，E是一种强酸，将C和D的混合物溶解在接近零度的水中，即可得到一种弱酸F的水溶液，氨气被氧气氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，所以X是氧气，C是NO，D是二氧化氮，E是硝酸，F是亚硝酸，结合物质的性质来分析解答．
解答 解：某物质M具有热导率高、高温下电绝缘性好、高温下材料强度大、无毒等优异性能，经检测，M中只含有两种短周期元素，现取41gM溶于适量的NaOH溶液中恰好反应，得到无色溶液A和22.4L气体B（气体体积为标准状况下），该气体能使红色石蕊试纸变蓝，则该气体B是氨气，往反应后的溶液中逐滴加入盐酸，可观察到溶液先变浑浊后变澄清，则反应后的溶液中溶质A是NaAlO2，根据元素守恒知，M是AlN；
物质B有如下转化关系：B$\stackrel{x}{→}$C$\stackrel{x}{→}$D$\stackrel{H_{2}O}{→}$E，E是一种强酸，将C和D的混合物溶解在接近零度的水中，即可得到一种弱酸F的水溶液，氨气被氧气氧化生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，所以X是氧气，C是NO，D是二氧化氮，E是硝酸，F是亚硝酸，
（1）通过以上分析知，M是AlN，故答案为：AlN；
（2）A是NaAlO2，NaAlO2是强碱弱酸盐，偏铝酸根离子水解导致溶液呈碱性，水解离子方程式为AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，
故答案为：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-；
（3）亚硝酸的酸性比醋酸强，盐酸和硫酸的酸性比亚硝酸强，碳酸比亚硝酸的弱，根据强酸制取弱酸知，不能用碳酸制取亚硝酸，亚硝酸具有强氧化性，亚硫酸具有还原性，二者易发生氧化还原反应，故选bd；
（4）亚硝酸根离子和铝、氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和氨气，离子反应方程式为2Al+NO2-+OH-+H2O=2AlO2-+NH3↑，若改用电解法将废水中NO-2转换为N2除去，亚硝酸根得电子生成氮气，所以应该在阴极上生成，电极反应式为：2NO2-+6e-+4H2O=N2+8OH-，
故答案为：2Al+NO2-+OH-+H2O=2AlO2-+NH3↑；阴极；2NO2-+6e-+4H2O=N2+8OH-．
点评 本题考查无机物推断，为高频考点，侧重考查学生分析推断能力，涉及物质推断、氧化还原反应、电解原理、盐类水解等知识点，以氨气的性质为题眼结合物质的性质进行推断，熟练掌握基本原理及基本性质，题目难度不大．
氮元素的单质及其化合物的研究和应用在工农业生产中有着非常重要的地位．工业制硝酸的主要反应之一是4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-akJ．mol-1（a＞0）
（1）如果将4mol NH3和5molO2放入容器中，达到平衡
时放出热量0.8akJ，则平衡时NH3的转化率为80%．
（2）在一定条件下，容积固定的密闭容器中进行上述反应，NO的浓
度与时间关系如图所示，则NO的a、b、c三点的反应速率
v（a正）、v（b逆）、v（c正）的大小关系是v（a正）＜v（b逆）=v（c正）．
（3）t℃时，在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度如下表：
| 浓度/mol．l-1 | C（NH3） | C（O2） | C（NO） | C（H2O） |
| 时间/min | ||||
| 起始 | 4.0 | 5.5 | 0 | 0 |
| 第2min | 3.2 | 4.5 | 0.8 | 1.2 |
| 第4min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
| 第6min | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
A．降低温度 B．增加了生成物 C．减小压强 D．使用了高效催化剂
B．在与第4min相同的温度下，若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O（g）的浓度为2moI/L，则该反应正反应方向进行．（填“正反应方向进行”、“逆反应方向进行”、“不移动”）．
（4）目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2+2H2O（g）△H=-574KJ．mol-1
CH4+（g）4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160KJ．mol-1
则1mol甲烷直接将NO2还原为N2的焓变为-867kJ•mol-1．
液体燃料电池相对于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点．一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示．该电池用空气中的氧气作为氧化剂，H2SO4作为电解质．下列关于该燃料电池的叙述正确的是（ ）| A． | 电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极 | |
| B． | 负极发生的电极反应式为N2H4-4e-═N2↑+4H+ | |
| C． | 利用该燃料电池工业上可以电解MgCl2溶液制备Mg | |
| D． | 该燃料电池持续放电时，右侧电池区中因电极反应消耗H+，故c（H+）逐渐减小 |
| A． | KCl | B． | CaCl2 | C． | BaCl2 | D． | AlCl3 |
| A． |  如图表示ⅥA族元素的氢化物的沸点 | |
| B． |  如图表示ⅦA族元素的熔点 | |
| C． |  如图表示Na+、Mg2+、Al3+的半径 | |
| D． |  如图表示第三周期元素的单质的熔点 |
4NH4++6HCHO=3H++6H2O+（CH2）6N4H+[滴定时，1mol （CH2）6N4H+与 l mol H+相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸．某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤I 称取样品1.500g．
步骤II 将样品溶解后，完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀．
步骤III 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min后，加入1-2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点．按上述操作方法再重复2次．
（1）根据步骤III 填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积无影响（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察B
（A）滴定管内液面的变化 （B）锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，酚酞指示剂由无色变成粉红（或浅红）色．
（2）滴定结果如表所示：
| 滴定 次数 | 待测溶液的体积 /mL | 标准溶液的体积/mL | |
| 滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
| 1 | 25.00 | 1.02 | 21.03 |
| 2 | 25.00 | 2.00 | 21.99 |
| 3 | 25.00 | 0.20 | 20.20 |
