Question

三草酸合鐵酸鉀晶體K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O可用于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無水三草

酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請利用實(shí)

驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過程。

限選試劑：濃硫酸、1.0 mol·L^-1HNO₃、1.0 mol·L^-1鹽酸、1.0 mol·L^-1 NaOH、3% H₂O₂ 、0.1mol·L^-1KI、0.1 mol·L^-1CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。

（1）將氣體產(chǎn)物依次通過澄清石灰水（A）、濃硫酸、灼熱氧化銅（B）、澄清石灰水（C），觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是        。

（2）該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是         ，現(xiàn)象是            。

（3）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。

①提出合理假設(shè)

 假設(shè)1：          ；          假設(shè)2：               ；假設(shè)3：          。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
……

③實(shí)驗(yàn)過程

根據(jù)②中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按下表的格式寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。

Answer 1

（1）CO₂、CO

（2）焰色反應(yīng)   透過藍(lán)色鈷玻璃，觀察到紫色的火焰

（3）①FeO      FeO、Fe         Fe

②

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：取適量固體產(chǎn)物與試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩使碳酸鉀完全溶解。分離不容固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體	固體產(chǎn)物部分溶解
步驟2：向試管中加入適量硫酸銅溶液，再加入少量不溶固體，充分振蕩	（1）              若藍(lán)色溶液顏色及加入的不溶固體無明顯變化，則假設(shè)2成立。 （2）              若藍(lán)色溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固體生成，則證明有鐵單質(zhì)存在
步驟3：繼續(xù)步驟2中的（2）,進(jìn)行固液分離，用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無色。取少量固體與試管中，滴加過量HCl，靜置，取上層清液，滴加適量H2O2 ,充分振蕩后滴加KSCN	結(jié)合步驟2中的（2）： （1）              若溶液基本無色，則假設(shè)（1）成立 （2）              若溶液呈血紅色，則假設(shè)（3）成立

③步驟1：將固體產(chǎn)物加入1.0 mol·L^-1鹽酸中 觀察有無氣體  若有氣泡產(chǎn)生、說明固體產(chǎn)物中含有單質(zhì)鐵，反之，則不含單質(zhì)鐵

步驟2：將固體產(chǎn)物加入足量的0.1 mol·L^-1CuSO₄中充分反應(yīng)后過濾、洗滌后，將沉淀物溶于1.0 mol·L^-1鹽酸，再加入20% KSCN，最后加入3%  H₂O₂，若最終溶液顯紅色，說明固體產(chǎn)物中含有FeO，若不出現(xiàn)紅色、說明不含有FeO

解析:

（1）將產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物依次通過澄清石灰水，石灰水變混濁，說明產(chǎn)生的氣體中含有CO₂，然后再通過灼熱氧化銅、澄清石灰水,觀察到有紅色固體生成，澄清石灰水都變渾濁，氣體中含有CO；

（2）堿金屬元素的檢驗(yàn)一般采用焰色反應(yīng)；

（3）依據(jù)信息：固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃，可推測鐵元素只能以亞鐵及鐵單質(zhì)的形式存在；在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)注意Fe與FeO的性質(zhì)的不同點(diǎn)。