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鐵不能與冷、熱水反應，但能與水蒸氣反應．中學教材中用下圖所示實驗裝置，完成還原鐵粉與水蒸氣反應的演示實驗．
資料顯示，在不同溫度下，還原鐵粉與水蒸氣反應的產物是不同的，溫度低于570℃時，生成FeO；高于570℃時，生成Fe₃O₄．
（1）實驗中使用肥皂液的作用是

 

．
（2）甲同學對實驗后試管內的黑色固體X含有哪些物質進行了探究．
提出假設：①所得固體是FeO
②所得固體是Fe₃O₄
③所得固體是

 

．
實驗探究：

實驗編號	實驗操作	實驗現象
①	取少量黑色粉末X放入試管1中，加入鹽酸，微熱．	黑色粉末逐漸溶解，有少量氣泡產生．
②	取試管1反應后的溶液少許，滴加幾滴KSCN溶液，振蕩．	溶液沒有出現血紅色．
③	取試管1反應后的溶液少許，滴加幾滴酸性KMnO4溶液，振蕩	高錳酸鉀溶液褪色

問題討論：經小組討論后認為甲的方案不完善．根據實驗事實，能確定固體X中存在的物質是

 

，但不能確定X的成分，原因是

 

．
（3）乙同學設計下列實驗方案以確定實驗后試管內的固體是否存在Fe₃O₄．

①溶液X中發生氧化還原反應的離子方程式為

 

；
②操作a包括過濾和洗滌，檢驗沉淀是否已經洗滌干凈的操作是

 

；
③如果取固體樣品m₁克，反應后得到紅棕色固體m₂克，則m₁與m₂之比最少應大于

 

時，才能確定固體樣品中一定存在Fe₃O₄．

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1．D  2．D  3．B  4．D  5．D  6．B  7．A  8．C

9．C  10．AB  11．D  12．C  13．C  14．C

15．(1)檢驗反應中生成的H₂    (2分)

（2）Fe　　Fe₃O₄溶于鹽酸生成的Fe³⁺　與Fe反應生成了Fe²⁺�。�2分）

（3）①　2Fe^2＋+2H^＋+H₂O₂=2Fe^3＋+2H₂O�。�2分）

　　�、谌∩倭孔詈笠淮蜗礈煲�，滴加AgNO₃溶液，若無沉淀生成，表明沉淀已洗滌干凈�。�2分）

③固體樣品質量和紅褐色固體的質量　　（2分）

（本題共10分，其它合理答案參照給分）

(3)相同溫度下，K₂SO₄ 的溶解度小于KCl、(NH₄)₂SO₄ 及NH₄Cl

(4)CaO、H₂O 或Ca(OH)₂

(5) 原子利用率高，沒有有害物質排放到環境中  (每空2分，共10分)

19．(1)        （2）酸性KMnO₄溶液　　(3) 3  

(4)

(6)     (每空2分，共12分)

20．(1) (C₆H₁₀O₅)n+nH₂O           3nCH₄↑+3nCO₂↑ (2分)

(2)9.20   (162 kg纖維素→ 300 mol CH₄  300 mol CO₂ → 400 mol CH₃OH → 200 mol CH₃OCH₃)   (3分)

(3) 設反應③中消耗O₂的物質的量為x，則N₂的物質的量為4x

   2CH₄+O₂→4H₂+2CO      CH₄  +  H₂O →　3H₂            +     CO

2x   x   4x   2x       1×10³－2x      (1×10³－2x)×3     (1×10³－2x)

合成二甲醚反應中CO和H₂為1∶2，合成氨反應中，N₂與H₂體積比為1∶3，則

4x＋(1×10³－2x)×3－[2x＋(1×10³－2x)]×2=4x×3   (3分，關系式)

x=1000/14 mol

NH₃ ：4x×2×17=9.71 kg   (2分，結果)

答略。(本題共10分，其它合理答案參照給分)

21．(1) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²   （2分） 

Mn²⁺的3d軌道電子排布為半滿狀態較穩定 （2分）

(2) 直線型  （2分）   CO₂    （2分）

 (3) 1:2       (1分)         （1分）   30   （2分）

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