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

(1)實驗時 A 中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中的反應方程式:______,D裝置的作用是______。

某研究小組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(chǎn)物均為黑色粉末(純凈物),兩組分別用各自的產(chǎn)物進行以下探究,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,無氣泡

溶解,有氣泡

2

取步驟 1 中溶液,滴加 KSCN 溶液

變紅

無現(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中反應的離子方程式為______

5)乙組步驟3中,溶液變紅的原因為______;溶液褪色可能的原因及其驗證方法為______。

6)若裝置CFe2O3反應后的產(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,完全反應后,停止加熱,反應管中鐵粉冷卻后,稱得質(zhì)量為5.6克,則混合物的組成為______。

【答案】NH3H2、I2(HI) 吸收多余的氨氣 Zn+I2═ZnI2 安全瓶 Fe Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O Fe2+被氧化成Fe3+,Fe3+SCN-顯紅色 假設SCN-Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若出現(xiàn)紅色,則假設成立 Fe2O3FeOFe2O3Fe3O4

【解析】

(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(fā)生下列反應:NH4I()NH3()+HI(),2HI()H2()+I2(),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(chǎn)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+Cl2氧化為Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2SCN-氧化,若該假設成立,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,則鐵和氧的原子個數(shù)比為:=0.10.14=57,氧化物的平均分子式為Fe5O7,由此確定混合物的組成。

(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(fā)生下列反應:NH4I()NH3()+HI(),2HI()H2()+I2(),則NH4I的分解產(chǎn)物為 NH3H2、I2(HI),E裝置濃硫酸的作用是 吸收多余的氨氣;

(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;

(3)利用黑色固體可溶于鹽酸并產(chǎn)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)利用甲組現(xiàn)象可知Fe2O3CO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;

(5)Fe3+SCN-顯紅色,所以乙組步驟3中溶液變紅是溶液中Fe2+Cl2氧化為Fe3+所致,溶液褪色的原因可能是Cl2SCN-氧化,若該假設成立,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,則鐵和氧的原子個數(shù)比為:=0.10.14=57,氧化物的平均分子式為Fe5O7;則混合物的組成為Fe2O3FeOFe2O3Fe3O4,故答案為:Fe2O3FeOFe2O3Fe3O4。

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