Question

3．金屬和非金屬及其化合物在日常生產(chǎn)生活中有著廣泛的運用，請回答下列問題：
（1）硅單質(zhì)、硅的氧化物、硅酸鹽產(chǎn)品在日常生活中廣泛的運用：
①硅在周期表中的位置：第三周期第 IVA族
②硅酸鈉是為數(shù)不多的溶于水的硅酸鹽，硅酸鈉顯堿性，向硅酸鈉溶液中通入足量CO₂有白色沉淀產(chǎn)生，寫出該反應的離子反應方程式：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-
（2）銅不能與稀硫酸共熱發(fā)生反應，但在過氧化氫與稀硫酸的混合溶液中加入銅片，常溫下就生成藍色溶液．寫出有關反應的化學方程式：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O．硫酸在該反應中表現(xiàn)的性質(zhì)是酸性．
（3）納米金屬鐵能高效地降解毒性強、難生物降解的有機鹵化物，科技工作者利用Fe₂O₃和CH₄在一定條件下制得納米級單質(zhì)鐵，同時兩種可燃性氣體，則該反應的化學反應方程式為：Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2Fe+CO+6H₂
（4）Fe₃O₄是磁鐵礦的主要成分，F(xiàn)e₃O₄可用于制造錄音磁帶和電訊器材等．高溫下，鋁粉能與Fe₃O₄發(fā)生鋁熱反應，該反應的化學方程式為8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe．34.8g Fe₃O₄與足量稀硝酸反應，被還原HNO₃的物質(zhì)的量為0.05mol．

Answer 1

分析 （1）①Si原子核外電子分三層排布，最外層有4個；
②強堿弱酸鹽在溶液中水解顯堿性；硅酸鈉溶液與二氧化碳反應生成硅酸和碳酸氫鈉；
（2）加熱條件下，銅、氧氣和稀硫酸反應生成硫酸銅和水；根據(jù)硫酸中元素化合價是否變化確定硫酸性質(zhì)；
（3）Fe₂O₃和CH₄在一定條件下制得納米級單質(zhì)鐵，同時兩種可燃性氣體，由反應物中的元素可知，另外產(chǎn)物為氫氣和CO；
（4）高溫下，鋁粉能與Fe₃O₄發(fā)生鋁熱反應生成Al₂O₃與Fe；Fe₃O₄相當于FeO．Fe₂O₃，被還原的HNO₃轉(zhuǎn)化為NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算．

解答 解：（1）①Si原子核外電子分三層排布，最外層有4個，已知電子層數(shù)等于主族的族序數(shù)，電子層數(shù)等于周期數(shù)，所以硅在周期表中的位置：第三周期第 IVA族；
故答案為：第三周期第IVA族；
②硅酸鈉是強堿弱酸鹽在溶液中水解顯堿性；硅酸鈉溶液與足量的二氧化碳反應生成硅酸和碳酸氫鈉，其反應的離子方程式為：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
故答案為：SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O=H₂SiO₃↓+2HCO₃^-；
（2）在過氧化氫與稀硫酸的混合溶液中加入銅片，銅、過氧化氫和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應方程式為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O，該反應中硫酸中各元素化合價不變，所以硫酸體現(xiàn)酸性，
故答案為：Cu+H₂O₂+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O；酸性；
（3）Fe₂O₃和CH₄在一定條件下制得納米級單質(zhì)鐵，同時兩種可燃性氣體，由反應物中的元素可知，另外產(chǎn)物為氫氣和CO，其反應方程式為：Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2Fe+CO+6H₂；
故答案為：Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2Fe+CO+6H₂；
（4）高溫下，鋁粉能與Fe₃O₄發(fā)生鋁熱反應生成Al₂O₃與Fe，反應方程式為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe，
34.8g Fe₃O₄的物質(zhì)的量為$\frac{34.8g}{232g/mol}$=0.15mol，F(xiàn)e₃O₄相當于FeO．Fe₂O₃，被還原的HNO₃轉(zhuǎn)化為NO，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，被還原的HNO₃的物質(zhì)的量為$\frac{0.15mol×（3-2）}{5-2}$=0.05mol，
故答案為：8Al+3Fe₃O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4Al₂O₃+9Fe；0.05．

點評 本題考查元素化合物的性質(zhì)、氧化還原反應計算、鹽的水解原理的應用等，屬于拼合型題目，側重考查學生分析計算能力以及對知識的遷移運用，難度中等．