15．三草酸合铁酸钾晶体K3 [Fe(C2O4 )3]·3H2O可有于摄影和蓝色印刷.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.1.0 mol·L-1HNO3.1.0 mol·L-1盐酸.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 -- [解析](1)由A中澄清石灰水都变浑浊.可知K3 [Fe(C2O4 )3]·3H2O分解的产物中有CO2,由B中有红色固体生成.C中澄清石灰水变浑浊.可知K3 [Fe(C2O4 )3]·3H2O分解的产物中有CO.(2)因为所有的钾盐.钠盐和铵盐都可溶.所以验证钠.钾元素一般是用颜色反应.(3)由于草酸根中C为+3价.而产物中二氧化碳.碳酸钾中碳为+4价.一氧化碳中碳为+2价.存在着化合价的变化.由题意铁元素不可能以三价形式存在.说明铁的化合价一定发生变化.由铁的常见化合价不难得出.其一定会降低.可能为0价或+2价.由此不难得出三种假设.设计实验步骤时要注意铁和氧化亚铁均与盐酸反应生成亚铁离子.均与硝酸反应生成铁离子.也就是说铁的存在会干扰氧化亚铁的检验.所以要利用两者性质的差异性先检验出铁.排出铁的干扰.因此一定要用到硫酸铜溶液.由于题给试剂没有能够检验亚铁离子的试剂.所以要将其氧化为铁离子再检验.所以必须用到硝酸和硫氰化钾溶液. [答案](1)则气体产物是:CO2和CO. (2)验证固体产物中钾元素存在的方法是焰色反应.现象是透过蓝钴玻璃观察呈紫色火焰.(3)假设1:铁元素的存在形式为Fe单质,假设2:铁元素的存在形式为FeO,假设3:铁元素的存在形式为Fe与FeO的混合物. 实验步骤 预期现象与结论 步骤一:用药匙取少量固体产物于一支洁净干燥的试管A中.用胶头滴管滴加过量的煮沸过的0.1mol/LCuSO4溶液于试管中.振荡.静置.过滤.取出固体另一试管B中备用. 若出现大量红色固体.则证明假设1或假设3成立. 若不出现红色固体.则假设2可能成立. 步骤二:往试管B的固体加过量1mol/L盐酸.滴加少量20%KSCN溶液.再滴加少量煮沸过的1mol/LHNO3溶液. 加盐酸后.固体部分溶解. 若加入少量1mol/LHNO3后溶液变血红色.则证明原固体为Fe与FeO混合.假设3成立. 若加入少量1mol/LHNO3后溶液不变血红色.则证明原固体只含Fe.假设1成立 步骤三:若步骤一不出现红色固体.用药匙另取少量固体产物于一支洁净干燥的试管中.用胶头滴管滴加过量煮沸过的1mol/L的盐酸.滴加少量20%KSCN溶液.再滴加少量煮沸过的1mol/LHNO3溶液. 加盐酸后.固体全部溶解.若滴加KSCN溶液后.溶液不呈血红色.滴加1mol/LHNO3后溶液变血红色.则证明假设2成立. [考点分析]以实验探究的形式考查学生的基本实验知识.突出考查实验方案的设计. 【
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