Question

12．如圖中X、Y、Z為單質(zhì)，其他為化合物，它們之間存在如圖1轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物已略去）．其中，A俗稱磁性氧化鐵；E是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)．

回答下列問題：
（1）組成單質(zhì)Y的元素在周期表中的位置：第二周期第ⅥA族；M中存在的化學(xué)鍵類型：離子鍵和共價(jià)鍵；R的化學(xué)式：H₂SiO₃．
（2）一定條件下，Z與H₂反應(yīng)生成ZH₄，ZH₄的電子式：．
（3）已知A與鋁發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化為X．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃．
（4）寫出A和D的稀溶液反應(yīng)生成G的離子方程式3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O．
（5）向含4mol D的稀溶液中，逐漸加入X粉末至過量．假設(shè)生成的氣體只有一種，請(qǐng)?jiān)趫D2坐標(biāo)系中畫出n（X²⁺）隨n（X）變化的示意圖，并標(biāo)出n（X²⁺）的最大值．

Answer 1

分析 A俗稱磁性氧化鐵，即為Fe₃O₄；能與氫氟酸反應(yīng)且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E為SiO₂，根據(jù)框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知X為Fe、Y為O₂、Z為Si、D為硝酸、M為Na₂SiO₃、G為硝酸鐵，R為H₂SiO₃，結(jié)合對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題．

解答 解：A俗稱磁性氧化鐵，即為Fe₃O₄；能與氫氟酸反應(yīng)且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E為SiO₂，根據(jù)框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知X為Fe、Y為O₂、Z為Si、D為硝酸、M為Na₂SiO₃、G為硝酸鐵，R為H₂SiO₃，
（1）組成單質(zhì)Y的元素為O元素，原子核外有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，位于元素周期表中第二周期，第ⅥA族，M為Na₂SiO₃，存在的化學(xué)鍵類型為離子鍵和共價(jià)鍵，R為H₂SiO₃，
故答案為：第二周期第ⅥA族；離子鍵和共價(jià)鍵； H₂SiO₃；
（2）Z為Si，Z與H₂反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SiH₄，SiH₄的電子式為，故答案為：；
（3）Fe₃O₄在高溫下可與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃，故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$9Fe+4Al₂O₃；
（4）四氧化三鐵和硝酸反應(yīng)是氧化物中的二價(jià)鐵元素被氧化到最高價(jià)，硝酸中氮元素被還原到+2價(jià)，反應(yīng)的離子方程式為：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O，
故答案為：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O；
（5）鐵和稀硝酸反應(yīng)，開始鐵全部被硝酸氧化為硝酸鐵，故開始階段Fe²⁺的量為0，隨著鐵的加入，多余的鐵又和Fe³⁺反應(yīng)而生成Fe²⁺，故Fe²⁺的量逐漸會(huì)增大直至到最大值，以后不變，反應(yīng)過程中生成的氣體為NO，令Fe²⁺的最大物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，NO的物質(zhì)的量=$\frac{xmol×2}{3}$，根據(jù)N元素守恒可知：$\frac{xmol×2}{3}$+2x mol=4 mol，解得x=1.5，故n（Fe²⁺）隨n（Fe）變化的示意圖為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，側(cè)重物質(zhì)轉(zhuǎn)化和性質(zhì)的考查，側(cè)重鋁熱反應(yīng)及硅及其化合物轉(zhuǎn)化的考查，（5）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算，題目難度中等．