Question

（09廣東卷）三草酸合鐵酸鉀晶體K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O可有于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解,對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。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、1.0 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(guò)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(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         ，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)（不要在答題卡上作答）

③實(shí)驗(yàn)過(guò)程

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

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
……

Answer 1

（1）則氣體產(chǎn)物是：CO₂和CO。 （2）驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是焰色反應(yīng)，現(xiàn)象是透過(guò)藍(lán)鈷玻璃觀察呈紫色火焰。（3）假設(shè)1：鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)；假設(shè)2：鐵元素的存在形式為FeO；假設(shè)3：鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物。

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟一：用藥匙取少量固體產(chǎn)物于一支潔凈干燥的試管A中，用膠頭滴管滴加過(guò)量的煮沸過(guò)的0.1mol/LCuSO4溶液于試管中，振蕩，靜置，過(guò)濾，取出固體另一試管B中備用。	若出現(xiàn)大量紅色固體，則證明假設(shè)1或假設(shè)3成立。 若不出現(xiàn)紅色固體，則假設(shè)2可能成立。
步驟二：往試管B的固體加過(guò)量1mol/L鹽酸，滴加少量20%KSCN溶液，再滴加少量煮沸過(guò)的1mol/LHNO3溶液。	加鹽酸后，固體部分溶解。 若加入少量1mol/LHNO3后溶液變血紅色，則證明原固體為Fe與FeO混合，假設(shè)3成立。 若加入少量1mol/LHNO3后溶液不變血紅色，則證明原固體只含F(xiàn)e，假設(shè)1成立
步驟三：若步驟一不出現(xiàn)紅色固體。用藥匙另取少量固體產(chǎn)物于一支潔凈干燥的試管中，用膠頭滴管滴加過(guò)量煮沸過(guò)的1mol/L的鹽酸，滴加少量20%KSCN溶液，再滴加少量煮沸過(guò)的1mol/LHNO3溶液。	加鹽酸后，固體全部溶解。若滴加KSCN溶液后，溶液不呈血紅色，滴加1mol/LHNO3后溶液變血紅色，則證明假設(shè)2成立。

解析:

：（1）由A中澄清石灰水都變渾濁，可知K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O分解的產(chǎn)物中有CO₂；由B中有紅色固體生成，C中澄清石灰水變渾濁，可知K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O分解的產(chǎn)物中有CO。（2）因?yàn)樗�有的鉀鹽、鈉鹽和銨鹽都可溶，所以驗(yàn)證鈉、鉀元素一般是用顏色反應(yīng)。（3）由于草酸根中C為+3價(jià)，而產(chǎn)物中二氧化碳、碳酸鉀中碳為+4價(jià)，一氧化碳中碳為+2價(jià)，存在著化合價(jià)的變化。由題意鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，說(shuō)明鐵的化合價(jià)一定發(fā)生變化，由鐵的常見(jiàn)化合價(jià)不難得出，其一定會(huì)降低，可能為0價(jià)或+2價(jià)。由此不難得出三種假設(shè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)要注意鐵和氧化亞鐵均與鹽酸反應(yīng)生成亞鐵離子，均與硝酸反應(yīng)生成鐵離子，也就是說(shuō)鐵的存在會(huì)干擾氧化亞鐵的檢驗(yàn)，所以要利用兩者性質(zhì)的差異性先檢驗(yàn)出鐵，排出鐵的干擾。因此一定要用到硫酸銅溶液。由于題給試劑沒(méi)有能夠檢驗(yàn)亞鐵離子的試劑，所以要將其氧化為鐵離子再檢驗(yàn)，所以必須用到硝酸和硫氰化鉀溶液。