Question

圖中X、Y、Z為單質，其他為化合物，它們之間存在如下轉化關系（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）已知A與鋁發生置換反應，反應轉化為X．寫出該反應的化學方程式：

 

．
（2）寫出A和D的稀溶液反應生成G的離子方程式

 

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（3）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

 

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Answer 1

考點：無機物的推斷,常見金屬元素的單質及其化合物的綜合應用

專題：推斷題,幾種重要的金屬及其化合物

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為鐵、Y為O₂、Z為Si、D為硝酸、M為硅酸鈉、G為硝酸鐵，R為H₂SiO₃，然后結合物質的性質及化學用語來解答．

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為鐵、Y為O₂、Z為Si、D為硝酸、M為硅酸鈉、G為硝酸鐵，R為H₂SiO₃，
（1）Fe₃O₄在高溫下可與鋁發生鋁熱反應8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃，方程式為8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃，故答案為：8Al+3Fe₃O₄

高溫  .

9Fe+4Al₂O₃；（2）四氧化三鐵和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；
（3）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=

xmol×2

3

，根據N元素守恒可知：

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：；1.5．

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，（3）為易錯點，注意根據反應的方程式計算，題目難度中等．