Question

2004年2月3日，美國“機遇”號火星車向地球傳回了火星土壤的顯微照片，顯示的是“機遇”號火星車的著陸區(qū)域--“梅里迪亞尼平面”，從照片上可以看出該地為紅色和桔色（兩種顏色近乎紅棕色），所以可能存在赤鐵礦（主要成分是Fe₂O₃）．試回答下列問題．
（1）人們從“機遇”號火星車所發(fā)回的實物照片的紅色和桔色，來推斷火星上可能存在著赤鐵礦，這是利用了物質(zhì)的顏色這一

 

性質(zhì)對物質(zhì)的存在進(jìn)行推測的．如果要進(jìn)一步確定這種推測是否正確，必須通過實驗驗證．
（2）假設(shè)有一塊火星礦物樣品，請同學(xué)們用學(xué)過的知識設(shè)計化學(xué)實驗來證明該火星礦物中是否有三價鐵元素．
實驗原理：

 

．
實驗用品：錘頭、研缽（研杵）、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺、濾紙、試管、滴管、稀鹽酸、KCNS溶液
實驗步驟及方法：
①

 

②

 

③

 

④

 

實驗結(jié)果分析及結(jié)論：

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）顏色是物理性質(zhì)研究的范疇；
（2）實驗原理：氧化鐵溶于鹽酸中得到氯化鐵溶液，鐵離子的檢驗可以采用硫氰化鉀溶液；
實驗步驟及方法：證明該火星礦物中是否有三價鐵元素的方法步驟：固體鑿碎、溶解、過濾、加試劑檢驗；
實驗結(jié)果分析及結(jié)論：鐵離子可以和硫氰化鉀溶液反應(yīng)出現(xiàn)血紅色，據(jù)此鑒別．

解答： 解：（1）顏色是物理性質(zhì)研究的范疇，利用了物質(zhì)的顏色屬于物理性質(zhì)的方面，故答案為：物理；
（2）實驗原理：設(shè)計化學(xué)實驗來證明該火星礦物中是否有三價鐵元素：將氧化鐵溶于鹽酸中得到氯化鐵溶液，F(xiàn)e₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，加入KSCN溶液檢驗鐵離子即可，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，F(xiàn)e³⁺遇到KCNS溶液變?yōu)榧t色；
實驗步驟及方法：證明該火星礦物中是否有三價鐵元素的方法步驟：固體鑿碎、溶解、過濾、加試劑檢驗
具體步驟是：①樣品處理：將樣品用錘頭敲碎，放置在研缽中研細(xì)備用．
②溶解：將研磨好的樣品粉末倒入燒杯，加10mL稀鹽酸，用玻璃棒攪拌片刻．
③過濾：�、谥谢旌衔镆后w過濾．
④檢驗：取2mL濾液加入到試管中，然后向試管中滴加2滴KCNS溶液．觀察溶液的顏色變化．
故答案為：①樣品處理：將樣品用錘頭敲碎，放置在研缽中研細(xì)備用．
②溶解：將研磨好的樣品粉末倒入燒杯，加10mL稀鹽酸，用玻璃棒攪拌片刻．
③過濾：取②中混合物液體過濾．
④檢驗：取2mL濾液加入到試管中，然后向試管中滴加2滴KCNS溶液．觀察溶液的顏色變化．
實驗結(jié)果分析及結(jié)論：鐵離子可以和硫氰化鉀溶液反應(yīng)出現(xiàn)血紅色，若溶液變?yōu)榧t色，則原火星礦物樣品中含有三價鐵元素；如果溶液不變色，則原火星礦物樣品中不含三價鐵元素．
故答案為：若溶液變?yōu)榧t色，則原火星礦物樣品中含有三價鐵元素；如果溶液不變色，則原火星礦物樣品中不含三價鐵元素．

點評：本題以赤鐵礦中鐵離子的檢驗為載體，考查學(xué)生鐵元素以及化合物的性質(zhì)和檢驗，是一道實驗方案的設(shè)計題，考查角度廣，難度大．