Question

【題目】已知Y、Z是金屬單質，F、M是極易溶于水的氣體，I元素是地殼中含量僅次于氧的非金屬元素，化合物L是一種可用于制造發動機的新型無機非金屬材料，其相對分子質量為140，其中I元素的質量分數為60%。這些物質間的相互轉化關系如框圖所示（部分產物已略去），根據框圖及提示的信息回答下列問題。

（1）寫出I元素在元素周期表中的位置_________________________________。

（2）K和F反應生成L和M的化學方程式_________________________________________。

（3）將5.2 g 金屬Z與足量的X的稀溶液充分反應無氣體放出，再向溶液中加入過量的NaOH溶液并加熱，收集到0.448L氣體F（標準狀況），則整個過程中轉移的電子數為_________。

（4）C是空氣質量報告中的一種氣體污染物，易形成酸雨；P氣體是形成另一類型酸雨的主要污染物。實驗室中若想用酸性高錳酸鉀溶液除盡P氣體，觀察到的現象應是____________________，寫出相應的離子方程式______________________________ 。

（5）已知向B的溶液中加入NaOH溶液時，先產生白色沉淀，迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，請寫出過量金屬Y與X的稀溶液充分反應的離子方程式 ______________，該反應中被還原的X與未被還原的X的物質的量之比為___________________

Answer 1

【答案】第三周期第IVA族 3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl 0.16NA或9.632×1022 高錳酸鉀溶液紫色變淺 5 SO2+2 MnO+2H2O=5 SO+2 Mn2++4H+ 3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O 1:3

【解析】

I元素是地殼中僅次于O的非金屬元素，則I為Si元素；物質G與焦炭反應生成Si，說明物質G含有Si元素，物質G為SiO2，物質H為CO；Si與Cl2在加熱條件下生成物質K為SiCl4，SiCl4與物質F反應生成物質L和M，F為極易溶于水的氣體，可以有物質D與NaOH溶液在加熱條件下反應，說明物質F為NH3；化合物L是一種可用于制造發動機的新型無機非金屬材料，其相對分子質量為140，其中I元素的質量分數為60%，其另一種元素為N元素，則物質L為Si3N4，物質M為HCl；物質D含有銨根，X的稀溶液與金屬反應生成三種物質，說明X為硝酸，D為NH4NO3，物質Z與物質Y均可以與稀硝酸反應生成物質A，則物質A為水，物質E為Z的硝酸鹽，據此分析。

(1)根據分析，I為Si元素，其在元素周期表中的位置為第三周期第ⅣA族；

(2)根據分析，物質K與物質F反應生成物質L和物質M的化學方程式為3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl；

(3)將5.2g金屬Z與足量的X的稀溶液充分反應無氣體放出，再向溶液中加入過量的NaOH溶液并加熱，收集到0.448L氣體F（標準狀況），物質F為=0.02mol，0.02mol氨氣全部由硝酸根得電子發生還原反應而來，一個硝酸根得8個電子生成一個銨根，故反應過程中轉移電子8×0.02=0.16mol，為0.16NA個；

(4)C為空氣質量報告中的一種氣體污染物，易形成酸雨，則C為NO，則另一種氣體P為SO2，利用酸性高錳酸鉀除去SO2，反應方程式為5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+；反應現象為：高錳酸鉀溶液紫色變淺；

(6)向B的溶液中加入NaOH溶液時，先產生白色沉淀，迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，說明B中含有Fe2+，結合物質X，物質B為Fe(NO3)2，則過量金屬Y與X的稀溶液充分反應的離子方程式為3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O，反應過程中共有8mol參加反應，反應生成2mol NO，有6mol硝酸根沒有被還原，故被還原的X與為被還原的X的物質的量的比為2:6=1:3。