Question

圖中X、Y、Z為單質(zhì)，其他為化合物，它們之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)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(yīng)．回答下列問題：

（1）已知A與鋁發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化為X．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（2）寫出A和D的稀溶液反應(yīng)生成G的離子方程式

 

．
（3）向含4mol D的稀溶液中，逐漸加入X粉末至過量．假設(shè)生成的氣體只有一種，請在坐標(biāo)系中畫出n（X²⁺）隨n（X）變化的示意圖，并標(biāo)出n（X²⁺）的最大值

 

．

Answer 1

考點：無機(jī)物的推斷,常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)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(yīng)且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E為SiO₂，根據(jù)框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)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(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)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(yīng)且不溶于水的酸性氧化物是SiO₂，即E為SiO₂，根據(jù)框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)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(fā)生鋁熱反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，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(yīng)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(yīng)過程中生成的氣體為NO，令Fe²⁺的最大物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，NO的物質(zhì)的量=

xmol×2

3

，根據(jù)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(jī)物的推斷，側(cè)重物質(zhì)轉(zhuǎn)化和性質(zhì)的考查，側(cè)重鋁熱反應(yīng)及硅及其化合物轉(zhuǎn)化的考查，（3）為易錯點，注意根據(jù)反應(yīng)的方程式計算，題目難度中等．