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．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
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：
…

Answer 1

解：（1）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中澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳，观察到C中澄清石灰水变浑浊、B中有红色固体生成，则证明有一氧化碳生成，
故答案为：CO₂和CO；
（2）可以验证钾离子来确定是否存在碳酸钾，钾离子的检验可以用焰色反应法，
故答案为：利用焰色反应；透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰；
（3）①根据题意：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，所以存在的可能是零价或是正二价的贴原色的单质或是化合物，故答案为：全部为铁单质；全部为FeO；同时存在铁单质和FeO；
③金属铁不溶于水中，但是可以和硫酸铜发生置换反应，生成金属铜和硫酸亚铁，氧化亚铁不溶于水，可以和盐酸反应生成氯化冶铁和水，可以检验亚铁离子的存在进而确定氧化亚铁的存在，故答案为：

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．分离不溶固体与溶液，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	（1）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． （2）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．取少量固体于试管中，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）： （1）若溶液基本无色，则假设1成立 （2）若溶液呈血红色，则假设3成立

分析：（1）二氧化碳可以和石灰水反应产生浑浊，一氧化碳可以还原氧化铜生成铜和二氧化碳；
（2）K离子的检验采用焰色反应来检验；
（3）①根据题意：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在来提出合理假设；
②金属铁可以和硫酸铜发生置换反应，但是氧化亚铁不可以，根据二者性质的区别知识来回答．
点评：本题目考查考生对元素及其化合物性质的掌握，对物质进行检验的实验技能，考查考生运用相关知识对实验提出假设及设计方案的能力．