Question

已知Y、Z是金属单质，F、M是极易溶于水的气体，I元素是地壳中含量仅次于氧的非金属元素，化合物L是一种可用于制造发动机的新型无机非金属材料，其相对分子质量为140，其中I元素的质量分数为60%。这些物质间的相互转化关系如框图所示（部分产物已略去），根据框图及提示的信息回答下列问题。

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

（2）K和F反应生成L和M的化学方程式_________________________________________。

（3）将5.2 g 金属Z与足量的X的稀溶液充分反应无气体放出，再向溶液中加入过量的NaOH溶液并加热，收集到0.448L气体F（标准状况），则整个过程中转移的电子数为_________。

（4）C是空气质量报告中的一种气体污染物，易形成酸雨；P气体是形成另一类型酸雨的主要污染物。实验室中若想用酸性高锰酸钾溶液除尽P气体，观察到的现象应是____________________，写出相应的离子方程式______________________________ 。

（5）已知向B的溶液中加入NaOH溶液时，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，请写出过量金属Y与X的稀溶液充分反应的离子方程式  ______________，该反应中被还原的X与未被还原的X的物质的量之比为___________________

Answer

第三周期第IVA族 3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl 0.16NA或9.632×1022 高锰酸钾溶液紫色变浅 5 SO2+2 MnO+2H2O=5 SO+2 Mn2++4H+ 3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O 1:3

【解析】

I元素是地壳中仅次于O的非金属元素，则I为Si元素；物质G与焦炭反应生成Si，说明物质G含有Si元素，物质G为SiO2，物质H为CO；Si与Cl2在加热条件下生成物质K为SiCl4，SiCl4与物质F反应生成物质L和M，F为极易溶于水的气体，可以有物质D与NaOH溶液在加热条件下反应，说明物质F为NH3；化合物L是一种可用于制造发动机的新型无机非金属材料，其相对分子质量为140，其中I元素的质量分数为60%，其另一种元素为N元素，则物质L为Si3N4，物质M为HCl；物质D含有铵根，X的稀溶液与金属反应生成三种物质，说明X为硝酸，D为NH4NO3，物质Z与物质Y均可以与稀硝酸反应生成物质A，则物质A为水，物质E为Z的硝酸盐，据此分析。

(1)根据分析，I为Si元素，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族；

(2)根据分析，物质K与物质F反应生成物质L和物质M的化学方程式为3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl；

(3)将5.2g金属Z与足量的X的稀溶液充分反应无气体放出，再向溶液中加入过量的NaOH溶液并加热，收集到0.448L气体F（标准状况），物质F为=0.02mol，0.02mol氨气全部由硝酸根得电子发生还原反应而来，一个硝酸根得8个电子生成一个铵根，故反应过程中转移电子8×0.02=0.16mol，为0.16NA个；

(4)C为空气质量报告中的一种气体污染物，易形成酸雨，则C为NO，则另一种气体P为SO2，利用酸性高锰酸钾除去SO2，反应方程式为5SO2+2+2H2O=5+2Mn2++4H+；反应现象为：高锰酸钾溶液紫色变浅；

(6)向B的溶液中加入NaOH溶液时，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，说明B中含有Fe2+，结合物质X，物质B为Fe(NO3)2，则过量金属Y与X的稀溶液充分反应的离子方程式为3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O，反应过程中共有8mol参加反应，反应生成2mol NO，有6mol硝酸根没有被还原，故被还原的X与为被还原的X的物质的量的比为2:6=1:3。