Question

图1中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系（部分产物已略去）．其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，但能与氢氟酸反应．
请回答下列问题：
（1）写出Z单质中Z的原子结构示意图

 

（2）E与NaOH溶液反应的离子方程式

 

．
（3）A与Al反应的化学方程式：

 

（4）写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：

 

．
（5）向含4mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量．假设生成的气体只有一种，请在图2坐标系中画出n（X²⁺）随n（X）变化的示意图，并标出n（X²⁺）的最大值．

Answer 1

考点：无机物的推断

专题：

分析：A俗称磁性氧化铁，即为Fe₃O₄；能与氢氟酸反应且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E为SiO₂，根据框图中的转化关系，可知X为铁、Y为O₂、Z为Si、D为硝酸、M为硅酸钠、G为硝酸铁，R为H₂SiO₃，然后结合物质的性质及化学用语来解答．

解答： 解：A俗称磁性氧化铁，即为Fe₃O₄；能与氢氟酸反应且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E为SiO₂，根据框图中的转化关系，可知X为铁、Y为O₂、Z为Si、D为硝酸、M为硅酸钠、G为硝酸铁，R为H₂SiO₃，
（1）Z为Si，Z的原子结构示意图为，
故答案为：；
（2）E为SiO₂，E与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO₂+2OH^-+=SiO₃^2-+H₂O，
故答案为：SiO₂+2OH^-+=SiO₃^2-+H₂O；
（3）Fe₃O₄在高温下可与铝发生铝热反应8Al+3Fe₃O₄

高温  .

9Fe+4Al₂O₃，
故答案为：8Al+3Fe₃O₄

高温  .

9Fe+4Al₂O₃；
（4）四氧化三铁和硝酸反应是氧化物中的二价铁元素被氧化到最高价，硝酸中氮元素被还原到+2价，反应的离子方程式为：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O
故答案为：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O；
（5）铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段Fe²⁺的量为0，随着铁的加入，多余的铁又和Fe³⁺反应而生成Fe²⁺，故Fe²⁺的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为NO，令Fe²⁺的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒可知，NO的物质的量=

xmol×2

3

，根据N元素守恒可知：

xmol×2

3

+2x mol=4 mol，解得x=1.5，故n（Fe²⁺）随n（Fe）变化的示意图为：，
故答案为：．

点评：本题考查无机物的推断，侧重物质转化和性质的考查，侧重铝热反应及硅及其化合物转化的考查，（5）为易错点，注意根据反应的方程式计算，题目难度中等．