Question

2004年2月3日，美國“機遇”號火星車向地球傳回了火星土壤的顯微照片，顯示的是“機遇”號火星車的著陸區(qū)域--“梅里迪亞尼平面”，從照片上可以看出該地為紅色和桔色（兩種顏色近乎紅棕色），所以可能存在赤鐵礦（主要成分是Fe₂O₃）．試回答下列問題．
（1）人們從“機遇”號火星車所發(fā)回的實物照片的紅色和桔色，來推斷火星上可能存在著赤鐵礦，這是利用了物質(zhì)的顏色這一

 

性質(zhì)對物質(zhì)的存在進行推測的．如果要進一步確定這種推測是否正確，必須通過實驗驗證．
（2）假設有一塊火星礦物樣品，請同學們用學過的知識設計化學實驗來證明該火星礦物中是否有三價鐵元素．
實驗原理：

 

．
實驗用品：錘頭、研缽（研杵）、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺、濾紙、試管、滴管、稀鹽酸、KCNS溶液
實驗步驟及方法：
①

 

②

 

③

 

④

 

實驗結果分析及結論：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）顏色是物理性質(zhì)研究的范疇；
（2）實驗原理：氧化鐵溶于鹽酸中得到氯化鐵溶液，鐵離子的檢驗可以采用硫氰化鉀溶液；
實驗步驟及方法：證明該火星礦物中是否有三價鐵元素的方法步驟：固體鑿碎、溶解、過濾、加試劑檢驗；
實驗結果分析及結論：鐵離子可以和硫氰化鉀溶液反應出現(xiàn)血紅色，據(jù)此鑒別．

解答： 解：（1）顏色是物理性質(zhì)研究的范疇，利用了物質(zhì)的顏色屬于物理性質(zhì)的方面，故答案為：物理；
（2）實驗原理：設計化學實驗來證明該火星礦物中是否有三價鐵元素：將氧化鐵溶于鹽酸中得到氯化鐵溶液，F(xiàn)e₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，加入KSCN溶液檢驗鐵離子即可，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，F(xiàn)e³⁺遇到KCNS溶液變?yōu)榧t色；
實驗步驟及方法：證明該火星礦物中是否有三價鐵元素的方法步驟：固體鑿碎、溶解、過濾、加試劑檢驗
具體步驟是：①樣品處理：將樣品用錘頭敲碎，放置在研缽中研細備用．
②溶解：將研磨好的樣品粉末倒入燒杯，加10mL稀鹽酸，用玻璃棒攪拌片刻．
③過濾：�、谥谢旌衔镆后w過濾．
④檢驗：取2mL濾液加入到試管中，然后向試管中滴加2滴KCNS溶液．觀察溶液的顏色變化．
故答案為：①樣品處理：將樣品用錘頭敲碎，放置在研缽中研細備用．
②溶解：將研磨好的樣品粉末倒入燒杯，加10mL稀鹽酸，用玻璃棒攪拌片刻．
③過濾：�、谥谢旌衔镆后w過濾．
④檢驗：取2mL濾液加入到試管中，然后向試管中滴加2滴KCNS溶液．觀察溶液的顏色變化．
實驗結果分析及結論：鐵離子可以和硫氰化鉀溶液反應出現(xiàn)血紅色，若溶液變?yōu)榧t色，則原火星礦物樣品中含有三價鐵元素；如果溶液不變色，則原火星礦物樣品中不含三價鐵元素．
故答案為：若溶液變?yōu)榧t色，則原火星礦物樣品中含有三價鐵元素；如果溶液不變色，則原火星礦物樣品中不含三價鐵元素．

點評：本題以赤鐵礦中鐵離子的檢驗為載體，考查學生鐵元素以及化合物的性質(zhì)和檢驗，是一道實驗方案的設計題，考查角度廣，難度大．