Question

某研究小組利用下圖裝置探究溫度對(duì)氨氣還原Fe₂O₃的影響（固定裝置略）．完成下列填空：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)中A有大量紫紅色的煙氣，則NH₄I的分解產(chǎn)物為

 

（至少填三種），E裝置的作用是

 

；
（2）裝置B中的反應(yīng)方程式：

 

，D裝置的作用是

 

；
某研究小組按上圖裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對(duì)裝置C加熱，反應(yīng)產(chǎn)物均為黑色粉末（純凈物），兩組分別用各自的產(chǎn)物進(jìn)行以下探究，完成下列填空：

步驟	操作	甲組現(xiàn)象	乙組現(xiàn)象
1	取黑色粉末加入稀鹽酸	溶解，無(wú)氣泡	溶解，有氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	變紅	無(wú)現(xiàn)象
3	向步驟2溶液中滴加新制氯水	紅色先變深后褪去	先變紅后也褪色

（3）乙組得到的黑色粉末是

 

；
（4）甲組步驟1中反應(yīng)的離子方程式為

 

（5）乙組步驟3中，溶液變紅的原因?yàn)?div id="w7iikdk" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

；溶液褪色可能的原因及其驗(yàn)證方法為

 

；
（6）若裝置C中Fe₂O₃反應(yīng)后的產(chǎn)物是兩種氧化物組成的混合物，為研究氧化物的組成，研究小組取樣品7.84克在加熱條件下通入氨氣，完全反應(yīng)后，停止加熱，反應(yīng)管中鐵粉冷卻后，稱(chēng)得質(zhì)量為5.6克，則混合物的組成為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),氨的制取和性質(zhì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)中A有大量紫紅色的煙氣，說(shuō)明生成了碘蒸氣，NH₄I發(fā)生下列反應(yīng)：NH₄I（固）?NH₃（氣）+HI（氣），2HI（氣）?H₂（氣）+I₂（氣），則NH₄I的分解產(chǎn)物為 NH₃、H₂、I₂（HI），E裝置濃硫酸的作用是 吸收多余的氨氣；
（2）裝置B中鋅的作用是吸收碘蒸氣，反應(yīng)方程式：Zn+I₂═ZnI₂，故D裝置的作用是作安全瓶，防倒吸，因?yàn)榘睔鈽O易被濃硫酸吸收；
（3）利用黑色固體可溶于鹽酸并產(chǎn)生氣體，結(jié)合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實(shí)驗(yàn)得到的固體為Fe；
（4）Fe₂O₃被還原得到黑色固體為Fe₃O₄，由此可寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
（5）步驟4中溶液變紅是溶液中Fe²⁺被Cl₂氧化為Fe³⁺所致、溶液褪色的原因可能是Cl₂將SCN^-氧化，若該假設(shè)成立，則溶液中還存在Fe³⁺，再繼續(xù)加入KSCN溶液則溶液變紅；
（6）氧化物樣品質(zhì)量為7.84克，還原成鐵粉質(zhì)量為5.6克，氧元素質(zhì)量為：7.84-5.6g=2.24g，則鐵和氧的原子個(gè)數(shù)比為：

5.6

56

：

2.24

16

=0.1：0.14=5：7，氧化物的平均分子式為Fe₅O₇；則混合物的組成為Fe₂O₃和FeO或Fe₂O₃和Fe₃O₄．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)中A有大量紫紅色的煙氣，說(shuō)明生成了碘蒸氣，NH₄I發(fā)生下列反應(yīng)：NH₄I（固）?NH₃（氣）+HI（氣），2HI（氣）?H₂（氣）+I₂（氣），則NH₄I的分解產(chǎn)物為 NH₃、H₂、I₂（HI），E裝置濃硫酸的作用是 吸收多余的氨氣；故答案為：NH₃、H₂、I₂（HI）；吸收多余的氨氣；
（2）裝置B的作用是吸收碘蒸氣，反應(yīng)方程式：Zn+I₂═ZnI₂，因?yàn)榘睔鈽O易被濃硫酸吸收，故D裝置的作用是作安全瓶，防倒吸，故答案為：Zn+I₂═ZnI₂；安全瓶；
（3）利用黑色固體可溶于鹽酸并產(chǎn)生氣體，結(jié)合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實(shí)驗(yàn)得到的固體為Fe，故答案為：Fe；
（4）利用甲組現(xiàn)象可知Fe₂O₃與CO在酒精燈加熱的條件下，F(xiàn)e₂O₃被還原得到黑色固體為Fe₃O₄，由此可寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，
故答案為：Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（5）因Fe³⁺遇SCN^-顯紅色，所以乙組步驟3中溶液變紅是溶液中Fe²⁺被Cl₂氧化為Fe³⁺所致，溶液褪色的原因可能是Cl₂將SCN^-氧化，若該假設(shè)成立，則溶液中還存在Fe³⁺，再繼續(xù)加入KSCN溶液則溶液變紅，
故答案為：Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺遇SCN^-顯紅色；假設(shè)SCN^-被Cl₂氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現(xiàn)紅色，則假設(shè)成立；
（6）氧化物樣品質(zhì)量為7.84克，還原成鐵粉質(zhì)量為5.6克，氧元素質(zhì)量為：7.84-5.6g=2.24g，則鐵和氧的原子個(gè)數(shù)比為：

5.6

56

：

2.24

16

=0.1：0.14=5：7，氧化物的平均分子式為Fe₅O₇；則混合物的組成為Fe₂O₃和FeO或Fe₂O₃和Fe₃O₄，故答案為：Fe₂O₃和FeO或Fe₂O₃和Fe₃O₄．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)方法、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，試題綜合性較強(qiáng)，注意正確理解、分析題中信息，聯(lián)系所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行解答．