Question

18．FeCO₃與砂糖混用可作補血劑，也能被用來制備Fe₂O₃．
（1）實驗室制備FeCO₃的流程如下：

①寫出生成沉淀的化學方程式：FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O．
②檢驗濾液中含有NH₄⁺的方法是取少量濾液于試管中，加入足量NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則濾液中含有NH₄⁺．
（2）甲同學為了驗證FeCO₃高溫下煅燒是否得到Fe₂O₃，做了如表實驗：

實驗步驟	實驗操作步驟
Ⅰ	取一定質(zhì)量的FeCO3固體置于坩堝中，高溫煅燒至質(zhì)量不再減輕，冷卻至室溫
Ⅱ	取少量實驗步驟Ⅰ所得固體置于一潔凈的試管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ	向?qū)嶒灢襟EⅡ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅

根據(jù)上述現(xiàn)象得到化學方程式：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
①實驗步驟Ⅲ中溶液變紅的離子方程式為Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
②乙同學提出了不同的看法：煅燒產(chǎn)物可能是Fe₃O₄，因為Fe₃O₄也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe³⁺．于是乙同學對實驗步驟Ⅲ進行了補充：另取少量實驗步驟Ⅱ所得溶液，然后D（填字母），用來檢驗溶液中是否含有Fe²⁺．
A．滴加氯水B．滴加KSCN溶液
C．先滴加KSCN溶液后滴加氯水D．滴加酸性KMnO₄溶液
（3）丙同學認為即使得到乙同學預期的實驗現(xiàn)象，也不能確定煅燒產(chǎn)物即為Fe₃O₄．
①丙同學持此看法的理由是氧化亞鐵、四氧化三鐵中也是含有+2價鐵元素的．
②丙同學查閱資料得知煅燒FeCO₃的產(chǎn)物中含有+2價鐵元素，于是他設計了由FeCO₃制備Fe₂O₃的方案．先向FeCO₃粉末中依次加入試劑：稀硫酸、氯水和氫氧化鈉；然后再過濾（填操作）、洗滌、灼燒即可得到Fe₂O₃．

Answer 1

分析 FeSO₄溶液中加碳酸氫銨生成CO₂、FeCO₃，過濾、洗滌，即可得到FeCO₃固體，
（1）①FeSO₄溶液中加碳酸氫銨發(fā)生反應生成CO₂、H₂O、FeCO₃、（NH₄）₂SO₄，結(jié)合原子守恒配平書寫化學方程式；
②檢驗銨根離子的方法是利用銨根離子結(jié)合氫氧根離子發(fā)生反應加熱生成氨氣，氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色；
（2）①三價鐵離子可以和硫氰化鉀之間反應生成紅色的絡合物；
②亞鐵離子能使高錳酸鉀褪色，但是三價鐵離子不可以；
（3）①金屬鐵的氧化物有多種：氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵，根據(jù)其中鐵元素的價態(tài)來回答；
②碳酸鐵中的亞鐵離子可以被氯水氧化為三價鐵離子，鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵，氫氧化鐵受熱分解為氧化鐵．

解答 解：（1）①FeSO₄溶液中加碳酸氫銨生成CO₂、FeCO₃，反應的化學方程式為：FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O，
故答案為：FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
②檢驗濾液中含有NH₄⁺的方法是：取少量濾液于試管中，加入足量NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則濾液中含有NH₄⁺，
故答案為：取少量濾液于試管中，加入足量NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，則濾液中含有NH₄⁺，
（2）①三價鐵離子可以和硫氰化鉀之間反應生成紅色的絡合物，發(fā)生的反應為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案為：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
②亞鐵離子能使高錳酸鉀褪色，但是三價鐵離子不可以，步驟Ⅱ所得溶液中一定含有鐵離子，判斷是否含有Fe²⁺，
A．滴加氯水能氧化亞鐵離子為鐵離子現(xiàn)象不明顯，不能鑒別，故A錯誤；
B．滴加KSCN溶液只能鑒別鐵離子的存在，不能證明亞鐵離子的存在，故B錯誤；
C．先滴加KSCN溶液后滴加氯水，弱元溶液中含鐵離子，遇到KSCN反應變紅色，再滴入氯水不能鑒別溶液中含亞鐵離子，故C錯誤；
D．亞鐵離子具有還原性，滴加酸性KMnO₄溶液能氧化亞鐵離子，若滴入高錳酸鉀溶液褪色證明含有亞鐵離子，故D正確；
故答案為：D；
（3）①金屬鐵的氧化物有多種：氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵，氧化亞鐵、四氧化三鐵中也是含有+2價鐵元素的，所以無法確定碳酸亞鐵煅燒產(chǎn)物的成分，
故答案為：氧化亞鐵、四氧化三鐵中也是含有+2價鐵元素的；
②碳酸鐵可以溶于硫酸，得到硫酸鐵、硫酸亞鐵等，其中的亞鐵離子可以被氯水氧化為三價鐵離子，鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵，氫氧化鐵受熱分解為氧化鐵，最后過濾，這樣可以制得氧化鐵，故答案為：氯水；氫氧化鈉；過濾．

點評 本題是一道關于金屬鐵以及化合物的制備、性質(zhì)的實驗方案設計題，要求學生具有分析和解決問題的能力，題目難度中等．