Question

【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	無現象
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C中Fe2O3反應后的產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，稱得質量為5.6克，則混合物的組成為______。

Answer 1

【答案】NH3、H2、I2(HI) 吸收多余的氨氣 Zn+I2═ZnI2 安全瓶 Fe粉 Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O Fe2+被氧化成Fe3+，Fe3+遇SCN-顯紅色 假設SCN-被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出現紅色，則假設成立 Fe2O3和FeO或Fe2O3和Fe3O4

【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；

(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，若該假設成立，則溶液中還存在Fe3+，再繼續加入KSCN溶液則溶液變紅；

(6)氧化物樣品質量為7.84克，還原成鐵粉質量為5.6克，氧元素質量為：7.84-5.6g=2.24g，則鐵和氧的原子個數比為：：=0.1：0.14=5：7，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；

(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；

(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，若該假設成立，則溶液中還存在Fe3+，再繼續加入KSCN溶液則溶液變紅；

(6)氧化物樣品質量為7.84克，還原成鐵粉質量為5.6克，氧元素質量為：7.84-5.6g=2.24g，則鐵和氧的原子個數比為：：=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。