Question

(12分)三草酸合鐵酸鉀晶體K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]?3H₂O可用于攝影和藍色印刷。某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對所得氣體產物和固體產物進行實驗和探究。請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗證和探究過程。

 限選試劑：濃硫酸、1.0 mol?L^-1HNO₃、1.0 mol?L^-1鹽酸、1.0 mol?L^-1 NaOH、3% H₂O₂ 、0.1mol?L^-1KI、0.1 mol?L^-1CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。

（1）將氣體產物依次通過澄清石灰水（A）、濃硫酸、灼熱氧化銅（B）、澄清石灰水（C），觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產物是        。

（2）該小組同學查閱資料后推知，固體產物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃。驗證固體產物中鉀元素存在的方法是         ，現(xiàn)象是            。

（3）固體產物中鐵元素存在形式的探究。

①提出合理假設

假設1：          ；          假設2：               ；假設3：          。

②設計實驗方案證明你的假設（不要在答題卡上作答）

③實驗過程

根據②中方案進行實驗。在答題卡上按下表的格式寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象與結論。

實驗步驟	預期現(xiàn)象與結論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
……

Answer 1

（1）CO₂、CO

（2）焰色反應   透過藍色鈷玻璃，觀察到紫色的火焰

（3）①FeO      FeO、Fe         Fe

實驗步驟	預期現(xiàn)象與結論
步驟1：取適量固體產物與試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩使碳酸鉀完全溶解。分離不容固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體	固體產物部分溶解
步驟2：向試管中加入適量硫酸銅溶液，再加入少量不溶固體，充分振蕩	（1）若藍色溶液顏色及加入的不溶固體無明顯 變化，則假設2成立。 （2）若藍色溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固 體生成，則證明有鐵單質存在
步驟3：繼續(xù)步驟2中的（2）,進行固液分離，用蒸餾水洗滌固體至洗滌液無色。取少量固體與試管中，滴加過量HCl，靜置，取上層清液，滴加適量H2O2 ,充分振蕩后滴加KSCN	結合步驟2中的（2）： （1）       若溶液基本無色，則假設（1）成立 （2）       若溶液呈血紅色，則假設（3）成立

③步驟1：將固體產物加入1.0 mol?L^-1鹽酸中 觀察有無氣體  若有氣泡產生、說明固體產物中含有單質鐵，反之，則不含單質鐵

步驟2：將固體產物加入足量的0.1 mol?L^-1CuSO₄中充分反應后過濾、洗滌后，將沉淀物溶于1.0 mol?L^-1鹽酸，再加入20% KSCN，最后加入3%  H₂O₂，若最終溶液顯紅色，說明固體產物中含有FeO，若不出現(xiàn)紅色、說明不含有FeO

解析：

（1）將產生的氣體產物依次通過澄清石灰水，石灰水變混濁，說明產生的氣體中含有CO₂，然后再通過灼熱氧化銅、澄清石灰水,觀察到有紅色固體生成，澄清石灰水都變渾濁，氣體中含有CO；

（2）堿金屬元素的檢驗一般采用焰色反應；

（3）依據信息：固體產物中，鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K₂CO₃，可推測鐵元素只能以亞鐵及鐵單質的形式存在；在設計實驗時，應注意Fe與FeO的性質的不同點。