Question

9．圖中X、Y、Z為單質(zhì)，其余為化合物，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．
回答下列問題：

（1）已知A與1mol Al反應轉(zhuǎn)化為X時（所有物質(zhì)均為固體），放出akJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8akJ/mol
（2）寫出A和D的稀溶液反應生成G的離子方程式3Fe₃O₄+28H⁺+NO₃^-=9Fe³⁺+NO↑+14H₂O
（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，請在坐標系中畫出n（X²⁺）隨n（X）變化的示意圖，并標出n（X²⁺）的最大值．

Answer 1

分析 A俗稱磁性氧化鐵，則A為Fe₃O₄；E是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應，則E為SiO₂；根據(jù)框圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知X為Fe、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）已知A與1mol Al反應轉(zhuǎn)化為X時（所有物質(zhì)均為固體），放出akJ熱量，則8molAl參與該反應放出的熱量為8akJ，該反應的熱化學方程式為：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8a kJ/mol，
故答案為：8Al（s）+3Fe₃O₄（s）=9Fe（s）+4Al₂O₃（s）△H=-8a kJ/mol；
（2）四氧化三鐵和硝酸反應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，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=$\frac{xmol×2}{3}$，根據(jù)N元素守恒可知：$\frac{xmol×2}{3}$+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：．

點評 本題考查無機物的推斷，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)反應的方程式計算，題目難度中等．