Question

如图1中X、Y、Z为单质，其他为化学物，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，能与氢氟酸反应．

回答下列问题：
（1）组成单质Y的元素在周期表中的位置是

第二周期第ⅥA族

；
M中存在的化学键类型为

离子键和共价键

；
R的化学式是

H₂SiO₃（H₄SiO₄）

．
（2）一定条件下，Z与H₂反应生成ZH₄，ZH₄的电子式为

．
（3）已知A与1molAl反应转化为X时（所有物质均为固体）．放出a KJ热量．写出该反应的热化学方程式：

8Al（s）+3Fe₃O₄（s）═9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8akJ/mol

．
（4）写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：

3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-═9Fe³⁺+14H₂O+NO↑

；
若转移0.6mol电子，生成的气体在标况下体积为

4.48升

．
（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

分析：依据题干信息，结合转化关系和反应条件的分析推断得到：
A俗称磁性氧化铁，即为四氧化三铁；
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，
结合对应的物质的性质以及题目要求可解答该题．

解答：解：A俗称磁性氧化铁，即为四氧化三铁；
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．
（1）根据氧原子的核外电子排布知，氧元素在周期表的第二周期第ⅥA族；硅酸钠中钠离子和硅酸根离子之间存在离子键，硅酸根离子中含有共价键；
通过以上分析知，R的化学式是 H₂SiO₃（或H₄SiO₄）；
故答案为：第二周期第VIA族；离子键、共价键； H₂SiO₃（或H₄SiO₄）；
（2）ZH₄的分子式为SiH₄，其电子式为：，
故答案为：；
（3）1mol铝参加反应放出aKJ热量，则8mol铝放出8akJ热量，所以其热化学反应方程式为8Al（s）+3Fe₃O₄（s）═9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8a kJ/mol，
故答案为：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）═9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8a kJ/mol；
（4）四氧化三铁和硝酸反应中，铁元素均被氧化到最高价，硝酸中氮元素被还原到+2价，所以其离子反应方程式为：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-═9Fe³⁺+14H₂O+NO↑；
当转移0.6mol电子时生成气体体积=

0.6mol

5-2

×22.4L/mol=4.48升，
故答案为：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-═9Fe³⁺+14H₂O+NO↑；4.48L；
（5）根据铁和硝酸反应的实质，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，故答案为：

点评：本题目是一道框图推断题，根据题干信息推出各种物质是答题的前提，然后结合所学知识来回答．