Question

16．如圖1中X、Y、Z為單質，其余為化合物，它們之間存在如圖1轉化關系（部分產物已略去）．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．

回答下列問題：
（1）組成單質Y的元素在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族；M中存在的化學鍵類型為離子鍵和共價鍵；R的化學式是H₂SiO₃．
（2）一定條件下，Z與H₂反應轉化為ZH₄．ZH₄的電子式為．
（3）已知A與1mol Al反應轉化為X時（所有物質均為固體），放出akJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s），△H=-8akJ/mol．
（4）寫出A和D的稀溶液反應生成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，假設生成的氣體只有一種，請在圖2坐標系中畫出n（X²⁺）隨n（X）變化的示意圖，并標出n（X²⁺）的最大值．

Answer 1

分析 A俗稱磁性氧化鐵，即為Fe₃O₄；能與氫氟酸反應且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E為SiO₂，根據框圖中的轉化關系，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，結合對應的物質的性質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；能與氫氟酸反應且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E為SiO₂，根據框圖中的轉化關系，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Y的元素為O元素，原子核外有2個電子層，最外層電子數為6，位于元素周期表中第二周期，第ⅥA族，M為Na₂SiO₃，存在的化學鍵類型為離子鍵和共價鍵，R為H₂SiO₃，
故答案為：第二周期第ⅥA族；離子鍵和共價鍵； H₂SiO₃；
（2）Z為Si，Z與H₂反應轉化為SiH₄，SiH₄的電子式為，故答案為：；
（3）Fe₃O₄在高溫下可與鋁發生鋁熱反應，Fe₃O₄與1mol Al反應轉化為Fe時（所有物質均為固體），放出akJ熱量，則8molAl反應可以放出8aKJ的熱量，所以熱化學方程式為8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s），△H=-8a kJ/mol，
故答案為：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s），△H=-8a kJ/mol；
（4）四氧化三鐵和稀硝酸反應是氧化物中的二價鐵元素被氧化到最高價，硝酸中氮元素被還原到+2價，反應的離子方程式為：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O，
故答案為：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O；
（5）鐵和稀硝酸反應，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⁺反應而生成Fe²⁺，故Fe²⁺的量逐漸會增大直至到最大值，以后不變，反應過程中生成的氣體為NO，令Fe²⁺的最大物質的量為xmol，根據電子轉移守恒可知，NO的物質的量=$\frac{xmol×2}{3}$，根據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：．

點評 本題考查無機物的推斷，側重物質轉化和性質的考查，側重鋁熱反應及硅及其化合物轉化的考查，（5）為易錯點，注意根據反應的方程式計算，題目難度中等．