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．某化學(xué)興趣小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)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(guò)程．

限選試劑：濃硫酸、1.0mol/LHNO₃、1.0mol/L鹽酸、1.0mol/LNaOH、3% H₂O₂、0.1mol/LKI、0，1mol/LCuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水．
（1）若實(shí)驗(yàn)中，觀察到B、F中溶液均變渾濁，則E中的現(xiàn)象是

粉末由黑色變?yōu)榧t色

，推測(cè)三草酸合鐵酸鉀分解的氣體產(chǎn)物是

CO和CO₂

．
（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(jià)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

利用焰色反應(yīng)

，現(xiàn)象是

透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察到紫色火焰

．
（3）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究．
提出合理假設(shè)：假設(shè)1：

全部為鐵單質(zhì)

；假設(shè)2：

全部為FeO

；假設(shè)3：

同時(shí)存在鐵單質(zhì)和FeO

．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)（不要在答題卷上作答）
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在答題卷上填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論中的空格．

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)物于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩使碳酸鉀完全溶解．分離不溶固體與溶液，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 CuSO4 溶液，再加入少量不溶固體，充分振蕩．	（1）若溶液顏色及加入的不溶固體無(wú)明顯變化，則假設(shè) 2 成立． （2）若溶液顏色明顯改變，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(wú)色．取少量固體于試管中，滴加過(guò)量 HCl ，靜置，取上層清液，滴加適量 KSCN ，充分振蕩后滴加 H2O2 ．	結(jié)合步驟2中的（2）： （1）若溶液基本無(wú)色，則假設(shè) 1 成立 （2）若溶液呈血紅色，則假設(shè) 3 成立

Answer 1

分析：（1）二氧化碳能使石灰水變渾濁，一氧化碳還原氧化銅會(huì)生成二氧化碳和金屬銅；
（2）鉀離子的檢驗(yàn)可以采用焰色反應(yīng)的方法；
（3）固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究：金屬鐵單質(zhì)的化合價(jià)為零價(jià)，氧化亞鐵中鐵元素化合價(jià)為+2價(jià)，根據(jù)不含有三價(jià)鐵元素來(lái)提出假設(shè)；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：金屬鐵能從銅鹽中置換出金屬銅，氧化亞鐵能和酸反應(yīng)生成亞鐵鹽，亞鐵離子具有還原性易被氧化劑氧化，硫氰酸鉀可以檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子的生成．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象B中有沉淀出現(xiàn)，則證明有二氧化碳產(chǎn)生，F(xiàn)中溶液均變渾濁，則E中發(fā)生一氧化碳還原氧化銅的反應(yīng)，現(xiàn)象是粉末由黑色變?yōu)榧t色，故答案為：CO和CO₂；
（2）鉀離子的檢驗(yàn)可以采用焰色反應(yīng)的方法，現(xiàn)象是透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察到紫色火焰，故答案為：利用焰色反應(yīng)；透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察到紫色火焰；
（3）根據(jù)產(chǎn)物中不含有三價(jià)鐵元素，所以提出假設(shè)：全部為鐵單質(zhì)，或者全部是氧化亞鐵，或者是氧化亞鐵和金屬鐵的混合物，故答案為：全部為鐵單質(zhì)；全部為FeO；同時(shí)存在鐵單質(zhì)和FeO；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：根據(jù)金屬鐵能從銅鹽中置換出金屬銅，可以向混合物中加入硫酸銅溶液，看硫酸銅溶液顏色的變化來(lái)確定是否含有金屬單質(zhì)鐵，氧化亞鐵可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和水，亞鐵離子的檢驗(yàn)方法：加入硫氰酸鉀溶液，溶液中再加入雙氧水來(lái)檢驗(yàn)，故答案為：CuSO₄；2；暗紅；鐵單質(zhì)；HCl；KSCN；H₂O₂；1；3（注意第三小題假設(shè)與結(jié)論要對(duì)應(yīng)）．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，綜合性較強(qiáng)，難度大．