题目

题型：不详难度：来源：

（12分）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。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：浓硫酸、1.0mol·L^-1HNO₃、1.0mol·L^-1盐酸、1.0mol·L^-1 NaOH、3%H₂O₂、0.1mol·L^-1KI、0.1mol·L^-1CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是       。
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃。验证固体产物中钾元素存在的方法是        ，现象是           
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1：         ；假设2：              ；假设3：         。
②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）
③实验过程
根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……

答案

（1）CO₂、CO 
（2）焰色反应透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰
（3）①FeO、Fe    FeO   Fe

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体	固体产物部分溶解
步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡	若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立。 若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在
步骤3：继续步骤2中的（2）,进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中，滴加过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2 ,充分振荡后滴加KSCN	结合步骤2中的（2）： 若溶液基本无色，则假设（1）成立 若溶液呈血红色，则假设（3）成立

③步骤1：将固体产物加入1.0 mol·L^-1盐酸中观察有无气体若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁，反之，则不含单质铁
步骤2：将固体产物加入足量的0.1 mol·L^-1CuSO₄中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1.0 mol·L^-1盐酸，再加入20% KSCN，最后加入3%  H₂O₂，若最终溶液显红色，说明固体产物中含有FeO，若不出现红色、说明不含有FeO

解析

（1）澄清石灰水（A）变浑浊，说明气体产物中含有CO₂；
澄清石灰水（C）变浑浊、B中有红色固体生成，说明气体产物中含有CO：
CO＋CuOCu＋CO₂     Ca(OH)₂＋CO₂=CaCO₃↓＋H₂O
(2)钾元素一般通过焰色反应来检验：透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰
（3）固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃，说明铁只能以0价、+3价的形式存在，故只可能是FeO、Fe两种存在形式，有三种假设：假设1：FeO、Fe；假设2：FeO；假设3：Fe
其中的铁可通过与盐酸反应有无气体生成、与蓝色硫酸铜溶液是否有铜析出（溶液颜色的改变）来判定
FeO的检验：用盐酸将其溶解后，加入KSCN溶液，再用双氧水将其氧化，观察溶液是否变红