Question

9．图中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，能与氢氟酸反应，回答下列问题：

（1）M中存在的化学键类型为离子键、共价键；
（2）一定条件下，Z与H₂反应转化为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）的热效应为akJ，则该反应的热化学方程式为8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8a kJ/mol；
（4）A与过量D的稀溶液反应生成G的离子方程式为3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O；
（5）向含4molD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，请在坐标系图乙中画出n（X²⁺）随n（X）变化的示意图，并标出n（X²⁺）的最大值．

Answer 1

分析 A俗称磁性氧化铁，则A为Fe₃O₄；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO₂，根据转化关系，可知X为铁、Y为O₂、Z为Si、D为HNO₃、M为Na₂SiO₃、G为Fe（NO₃）₃，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，则A为Fe₃O₄；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO₂，根据转化关系，可知X为铁、Y为O₂、Z为Si、D为HNO₃、M为Na₂SiO₃、G为Fe（NO₃）₃，R为H₂SiO₃．
（1）M为Na₂SiO₃，含有离子键、共价键，故答案为：离子键、共价键；
（2）一定条件下，Si与H₂反应转化为SiH₄，SiH₄的电子式为，故答案为：；
（3）Fe₃O₄与1mol Al反应转化为Fe时（所有物质均为固体），放出a kJ热量，则8molAl参加反应放出的热量为8akJ，所以反应的热化学方程式为：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；
（3）四氧化三铁与过量的稀硝酸反应生成硝酸铁、NO与水，反应离子方程式为：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O，
故答案为：3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O；
（4）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=$\frac{xmol×2}{3}$，根据N元素守恒可知：$\frac{xmol×2}{3}$+2x mol=4 mol，解得x=1.5，根据电子转移守恒可知，由Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，可知开始产生NO时Fe的物质的量等于Fe³⁺的物质的量，即为1.5mol×$\frac{2}{3}$=1mol，故n（Fe²⁺）随n（Fe）变化的示意图为：，
故答案为：．

点评 本题考查无机物推断，根据物质的性质进行推断，（4）为易错点，注意根据反应的方程式计算，题目难度中等．