Question

三草酸合铁酸钾晶体K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知，固体产物中铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃，产生的气体中含有CO、CO₂。

请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

限选试剂：①蒸馏水②3％H₂O₂溶液③氧化铜④1.0mol/L盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol/LNaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5 mol/LCuSO₄溶液⑨2％KSCN溶液⑩苯酚溶液

I．若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在，并验证检验过程中有CO₂生成，应选用的试剂为(按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内)                            。

Ⅱ．探究固体产物中铁元素的存在形式。

（1）提出合理假设

假设1：只有Fe；

假设2：只有FeO；

假设3：                        

（2）设计实验方案并实验验证

步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体。

步骤2：取少量上述不溶固体放人试管中，加入足量        溶液，充分振荡。若固体无明显变化，则假设      成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为                           。

步骤3：取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量          ，振荡后静置。若溶液基本无色，则假设             成立；若溶液呈           ，则假设3成立。

（3）问题讨论

若固体产物中FeO含量较少，用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立(写出实验的操作步骤、现象与结论)：                                      

Ⅲ．拓展与延伸

有资料介绍“在含Fe²⁺的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”。假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO₄^2-”，试写出该反应的离子方程式                           。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

Ⅰ．⑥、⑦、⑤、③、⑦

Ⅱ．（1）含有FeO和Fe  （1分）

（2）CuSO₄溶液（1分）  2  （1分）    Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu（2分）

HCl（1分）  1（1分）    浅绿色（1分）

（3）取步骤3静置后的上层清液，滴加几滴KSCN溶液无红色出现，再滴加1-2滴H₂O₂溶液，充分振荡若溶液变红，则证明假设3成立。（2分，其它合理答案均给分）

Ⅲ．2Fe³⁺+3C1₂+8H₂O=2FeO₄^2-+6Cl^-+16H⁺       (3分)

【解析】

试题分析：

I．CO、CO₂的检验该为先检验CO₂，将CO₂除尽，净化（干燥），检验CO（用CuO，变红），在检验有CO₂生成（CO的氧化产物）。

Ⅱ．（1）首先铁不以三价铁形式存在，故考虑范围为二价铁的存在形式，出铁单质，氧化亚铁以为，还有可能就二者的混合物；

（2）由暗红色固体生成，可以确定为Cu，故使用的试剂为CuSO₄，然后再暗红色固体（Cu、FeO）中加盐酸，溶液呈无色，说明没有Fe²⁺（浅绿色），故没有FeO，从而得出结论。

（3）二价铁也氧化为三价铁用KSCN进行检验，该方法比较灵敏

Ⅲ．该反应中告知反应物为Fe³⁺、Cl₂，产物为FeO₄^2-，然后通过氧化还原缺项配平的方法对该反应进行配平，从而得到答案。

考点：本题以探究实验为基础，考查了元素及化合物知识、探究基本方法、氧化还原反应以及实验基础知识（物质的分离、提纯、检验等）。