Question

19．利用如图装置探究温度对氨气还原Fe₂0₃的影响（固定装置略）．

（1）实验时A中有大量紫红色的烟气，则NH₄I的分解产物为NH₃、H₂、I₂（HI）（至少填三种），碱石灰的作用是干燥及吸收酸性气体
（2）装置B中的反应化学方程式Zn+I₂═ZnI₂，D装置的作用是安全瓶，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置C加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用各自的产物进行以下探究，完成下列填空：

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入稀盐酸	溶解，无气泡	溶解，有气泡
2	取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液	变红	无明显变化
3	向步骤2溶液中滴加新制氯水	红色先变深后褪去	先变红后也褪色

（3）乙组得到的黑色粉末是Fe；
（4）步骤1甲组中反应的离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（5）步骤3乙组中溶液变红的原因为Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，Fe³⁺遇SCN^-显红色，
（6）若装置C中反应后的固体是Fe₂0₃和Fe0组成的混合物．为确定其组成．取样品7.84克，在加热条件下通入氨气，完全反应后，停止加热，反应管中铁粉冷却后，称得质量为5.6克，则混合物中Fe₂0₃和Fe0的物质的量之比为2：1．

Answer 1

分析 装置A中碘化铵加热分解，实验时A中有大量紫红色的烟气，得到碘单质、氨气、氢气、碘化氢等，通过装置B中 的锌加热反应吸收碘蒸气生成ZnI₂，剩余气体通过碱石灰吸收水蒸气和HI，进入装置C中玻璃管加热氢气还原氧化铁反应，生成的气体进入装置D是安全瓶，防止倒吸，最后进入装置E的浓硫酸吸收多余的氨气，
（1）实验时中A有大量紫红色的烟气，说明生成了碘蒸气，NH₄I发生下列反应：NH₄I（固）?NH₃（气）+HI（气），2HI（气）?H₂（气）+I₂（气），则NH₄I的分解产物为 NH₃、H₂、I₂（HI），E装置浓硫酸的作用是 吸收多余的氨气，碱石灰是吸收水蒸气和酸性气体；
（2）装置B中锌的作用是吸收碘蒸气，反应方程式：Zn+I₂═ZnI₂，故D装置的作用是作安全瓶，防倒吸，因为氨气极易被浓硫酸吸收；
（3）利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体，结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe；
（4）Fe₂O₃被还原得到黑色固体为Fe₃O₄，由此可写出反应的离子方程式；
（5）步骤4中溶液变红是溶液中Fe²⁺被Cl₂氧化为Fe³⁺所致、溶液褪色的原因可能是Cl₂将SCN^-氧化；
（6）氧化物样品质量为7.84克，还原成铁粉质量为5.6克，设出氧化铁和氧化亚铁的物质的量，分别根据铁的质量、总质量列式计算即可．

解答 解：（1）实验时中A有大量紫红色的烟气，说明生成了碘蒸气，NH₄I发生下列反应：NH₄I（固）?NH₃（气）+HI（气），2HI（气）?H₂（气）+I₂（气），则NH₄I的分解产物为 NH₃、H₂、I₂（HI），碱石灰是吸收水蒸气和酸性气体，
故答案为：NH₃、H₂、I₂（HI）；干燥及吸收酸性气体；
（2）装置B的作用是吸收碘蒸气，反应方程式：Zn+I₂═ZnI₂，因为氨气极易被浓硫酸吸收，故D装置的作用是作安全瓶，防倒吸，
故答案为：Zn+I₂═ZnI₂；安全瓶；
（3）利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体，结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe，故答案为：Fe；
（4）利用甲组现象可知Fe₂O₃与CO在酒精灯加热的条件下，Fe₂O₃被还原得到黑色固体为Fe₃O₄，由此可写出反应的离子方程式为Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O，
故答案为：Fe₃O₄+8H⁺=2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O；
（5）因Fe³⁺遇SCN^-显红色，所以乙组步骤3中溶液变红是溶液中Fe²⁺被Cl₂氧化为Fe³⁺所致，溶液褪色的原因可能是Cl₂将SCN^-氧化，
故答案为：Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，Fe³⁺遇SCN^-显红色；
（6）设氧化铁的物质的量为x，氧化亚铁的物质的量为y，则：160x+72y=7.84、（2x+y）×56=5.6，
联立解得：x=0.04mol、y=0.02mol，
则混合物中Fe₂O₃和FeO的物质的量之比为：0.04mol：0.02mol=2：1，
故答案为：2：1．

点评 本题考查了铁离子、亚铁离子的检验方法、性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，试题综合性较强，注意正确理解、分析题中信息，联系所学的知识进行解答．