Question

19．利用如圖裝置探究溫度對氨氣還原Fe₂0₃的影響（固定裝置略）．

（1）實驗時A中有大量紫紅色的煙氣，則NH₄I的分解產物為NH₃、H₂、I₂（HI）（至少填三種），堿石灰的作用是干燥及吸收酸性氣體
（2）裝置B中的反應化學方程式Zn+I₂═ZnI₂，D裝置的作用是安全瓶，按上圖裝置進行對比實驗，甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置C加熱，反應產物均為黑色粉末（純凈物），兩組分別用各自的產物進行以下探究，完成下列填空：

步驟	操作	甲組現象	乙組現象
1	取黑色粉末加入稀鹽酸	溶解，無氣泡	溶解，有氣泡
2	取步驟1中溶液，滴加KSCN溶液	變紅	無明顯變化
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Fe；
（4）步驟1甲組中反應的離子方程式為Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（5）步驟3乙組中溶液變紅的原因為Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，Fe³⁺遇SCN^-顯紅色，
（6）若裝置C中反應后的固體是Fe₂0₃和Fe0組成的混合物．為確定其組成．取樣品7.84克，在加熱條件下通入氨氣，完全反應后，停止加熱，反應管中鐵粉冷卻后，稱得質量為5.6克，則混合物中Fe₂0₃和Fe0的物質的量之比為2：1．

Answer 1

分析 裝置A中碘化銨加熱分解，實驗時A中有大量紫紅色的煙氣，得到碘單質、氨氣、氫氣、碘化氫等，通過裝置B中 的鋅加熱反應吸收碘蒸氣生成ZnI₂，剩余氣體通過堿石灰吸收水蒸氣和HI，進入裝置C中玻璃管加熱氫氣還原氧化鐵反應，生成的氣體進入裝置D是安全瓶，防止倒吸，最后進入裝置E的濃硫酸吸收多余的氨氣，
（1）實驗時中A有大量紫紅色的煙氣，說明生成了碘蒸氣，NH₄I發生下列反應：NH₄I（固）?NH₃（氣）+HI（氣），2HI（氣）?H₂（氣）+I₂（氣），則NH₄I的分解產物為 NH₃、H₂、I₂（HI），E裝置濃硫酸的作用是 吸收多余的氨氣，堿石灰是吸收水蒸氣和酸性氣體；
（2）裝置B中鋅的作用是吸收碘蒸氣，反應方程式：Zn+I₂═ZnI₂，故D裝置的作用是作安全瓶，防倒吸，因為氨氣極易被濃硫酸吸收；
（3）利用黑色固體可溶于鹽酸并產生氣體，結合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實驗得到的固體為Fe；
（4）Fe₂O₃被還原得到黑色固體為Fe₃O₄，由此可寫出反應的離子方程式；
（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；
（6）氧化物樣品質量為7.84克，還原成鐵粉質量為5.6克，設出氧化鐵和氧化亞鐵的物質的量，分別根據鐵的質量、總質量列式計算即可．

解答 解：（1）實驗時中A有大量紫紅色的煙氣，說明生成了碘蒸氣，NH₄I發生下列反應：NH₄I（固）?NH₃（氣）+HI（氣），2HI（氣）?H₂（氣）+I₂（氣），則NH₄I的分解產物為 NH₃、H₂、I₂（HI），堿石灰是吸收水蒸氣和酸性氣體，
故答案為：NH₃、H₂、I₂（HI）；干燥及吸收酸性氣體；
（2）裝置B的作用是吸收碘蒸氣，反應方程式：Zn+I₂═ZnI₂，因為氨氣極易被濃硫酸吸收，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生氣體，結合“原子守恒”可知用酒精噴燈的乙組實驗得到的固體為Fe，故答案為：Fe；
（4）利用甲組現象可知Fe₂O₃與CO在酒精燈加熱的條件下，Fe₂O₃被還原得到黑色固體為Fe₃O₄，由此可寫出反應的離子方程式為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，
故答案為：Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，Fe³⁺遇SCN^-顯紅色；
（6）設氧化鐵的物質的量為x，氧化亞鐵的物質的量為y，則：160x+72y=7.84、（2x+y）×56=5.6，
聯立解得：x=0.04mol、y=0.02mol，
則混合物中Fe₂O₃和FeO的物質的量之比為：0.04mol：0.02mol=2：1，
故答案為：2：1．

點評 本題考查了鐵離子、亞鐵離子的檢驗方法、性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，試題綜合性較強，注意正確理解、分析題中信息，聯系所學的知識進行解答．