Question

3．金属和非金属及其化合物在日常生产生活中有着广泛的运用，请回答下列问题：
（1）硅单质、硅的氧化物、硅酸盐产品在日常生活中广泛的运用：
①硅在周期表中的位置：第三周期第 IVA族
②硅酸钠是为数不多的溶于水的硅酸盐，硅酸钠显碱性，向硅酸钠溶液中通入足量CO₂有白色沉淀产生，写出该反应的离子反应方程式：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-
（2）铜不能与稀硫酸共热发生反应，但在过氧化氢与稀硫酸的混合溶液中加入铜片，常温下就生成蓝色溶液．写出有关反应的化学方程式：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．硫酸在该反应中表现的性质是酸性．
（3）纳米金属铁能高效地降解毒性强、难生物降解的有机卤化物，科技工作者利用Fe₂O₃和CH₄在一定条件下制得纳米级单质铁，同时两种可燃性气体，则该反应的化学反应方程式为：Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2Fe+CO+6H₂
（4）Fe₃O₄是磁铁矿的主要成分，Fe₃O₄可用于制造录音磁带和电讯器材等．高温下，铝粉能与Fe₃O₄发生铝热反应，该反应的化学方程式为8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．34.8g Fe₃O₄与足量稀硝酸反应，被还原HNO₃的物质的量为0.05mol．

Answer 1

分析 （1）①Si原子核外电子分三层排布，最外层有4个；
②强碱弱酸盐在溶液中水解显碱性；硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠；
（2）加热条件下，铜、氧气和稀硫酸反应生成硫酸铜和水；根据硫酸中元素化合价是否变化确定硫酸性质；
（3）Fe₂O₃和CH₄在一定条件下制得纳米级单质铁，同时两种可燃性气体，由反应物中的元素可知，另外产物为氢气和CO；
（4）高温下，铝粉能与Fe₃O₄发生铝热反应生成Al₂O₃与Fe；Fe₃O₄相当于FeO．Fe₂O₃，被还原的HNO₃转化为NO，根据电子转移守恒计算．

解答 解：（1）①Si原子核外电子分三层排布，最外层有4个，已知电子层数等于主族的族序数，电子层数等于周期数，所以硅在周期表中的位置：第三周期第 IVA族；
故答案为：第三周期第IVA族；
②硅酸钠是强碱弱酸盐在溶液中水解显碱性；硅酸钠溶液与足量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠，其反应的离子方程式为：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
故答案为：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
（2）在过氧化氢与稀硫酸的混合溶液中加入铜片，铜、过氧化氢和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应方程式为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，该反应中硫酸中各元素化合价不变，所以硫酸体现酸性，
故答案为：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O；酸性；
（3）Fe₂O₃和CH₄在一定条件下制得纳米级单质铁，同时两种可燃性气体，由反应物中的元素可知，另外产物为氢气和CO，其反应方程式为：Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2Fe+CO+6H₂；
故答案为：Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2Fe+CO+6H₂；
（4）高温下，铝粉能与Fe₃O₄发生铝热反应生成Al₂O₃与Fe，反应方程式为：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
34.8g Fe₃O₄的物质的量为$\frac{34.8g}{232g/mol}$=0.15mol，Fe₃O₄相当于FeO．Fe₂O₃，被还原的HNO₃转化为NO，根据电子转移守恒，被还原的HNO₃的物质的量为$\frac{0.15mol×（3-2）}{5-2}$=0.05mol，
故答案为：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；0.05．

点评 本题考查元素化合物的性质、氧化还原反应计算、盐的水解原理的应用等，属于拼合型题目，侧重考查学生分析计算能力以及对知识的迁移运用，难度中等．