Question

【題目】三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe（C2O4）3]3H2O可用于攝影和藍(lán)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(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究．該小組同學(xué)查閱資料知，固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K2CO3 ， 產(chǎn)生的氣體中含有CO、CO2 ． 請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過程．
限選試劑：①蒸餾水 ②3%H2O2溶液 ③氧化銅 ④1.0 molL﹣1鹽酸⑤濃硫酸⑥1.0 molL﹣1NaOH溶液 ⑦澄清石灰水 ⑧0.5 molL﹣1 CuSO4溶液 ⑨2%KSCN溶液 ⑩苯酚溶液
（1）若用一套連續(xù)實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中CO的存在，并驗(yàn)證檢驗(yàn)過程中有CO2生成，應(yīng)選用的試劑為（按先后順序把所選試劑的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）
（2）提出合理假設(shè)假設(shè)1：只有Fe； 假設(shè)2：只有FeO； 假設(shè)3： ．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證步驟1：取適量固體產(chǎn)物于試管中，加入足量蒸餾水溶解，過濾分離出不溶固體．
步驟2：取少量上述不溶固體放入試管中，加入足量溶液，充分振蕩．若固體無明顯變化，則假設(shè)成立；若有暗紅色固體生成，則反應(yīng)的離子方程式為 ．
步驟3：取步驟2所得暗紅色固體于試管中，滴加過量 ， 振蕩后靜置．若溶液基本無色，則假設(shè)成立；若溶液呈 ， 則假設(shè)3成立．
（4）問題討論若固體產(chǎn)物中FeO含量較少，用步驟3方法難以確定．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明假設(shè)3成立（寫出實(shí)驗(yàn)的操作步驟、現(xiàn)象與結(jié)論）： ．
（5）拓展與延伸有資料介紹“在含F(xiàn)e2+的溶液中，先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈紅色；若再滴加過量氯水，卻發(fā)現(xiàn)紅色褪去”．假設(shè)溶液中的+3價(jià)鐵還能被氯水氧化為更高價(jià)的QUOTE，試寫出該反應(yīng)的離子方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）⑥⑦⑤③⑦
（2）含有Fe和FeO
（3）CuSO4；2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；HCl；1；淺綠色
（4）取步驟3靜置后的上層溶液，滴加幾滴硫氰化鉀溶液無紅色出現(xiàn)，再滴加1﹣2滴雙氧水，充分振蕩，若溶液變紅，則證明假設(shè)3成立
（5）2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO +16H++6Cl﹣
【解析】解：（1）檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中CO的存在，并驗(yàn)證檢驗(yàn)過程中有CO2生成，將CO2除盡，凈化（干燥），檢驗(yàn)CO（用CuO，變紅），在檢驗(yàn)有CO2生成（CO的氧化產(chǎn)物），應(yīng)該先通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳，再通過澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳是否除凈，然后通過還原氧化銅生成二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)一氧化碳生成的二氧化碳，據(jù)此選出試劑并進(jìn)行排序?qū)�氣體產(chǎn)物依次通過⑥1.0 molL﹣1 NaOH溶液除去二氧化碳，再通過⑦澄淸石灰水，石灰水不變渾濁，證明二氧化碳除凈，然后通過再用⑤濃硫酸干燥氣體，將干燥的氣體通入灼熱的③氧化銅，試管中有紅色物質(zhì)生成，同時(shí)生成了能夠使⑦澄淸石灰水變渾濁的氣體，證明原氧氣中有一氧化碳，所以加入試劑的順序?yàn)椋孩蔻撷茛邰�，所以答案是：⑥⑦⑤③⑦；�?）根據(jù)題意“固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在”，所以存在的可能是零價(jià)鐵或亞鐵，可能情況有三種：只有Fe；只有FeO；含有Fe和FeO，
所以答案是：含有Fe和FeO；（3）步驟2．金屬鐵不溶于水中，但是可以和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成金屬銅和硫酸亞鐵，所以取少置上述不溶固體放入試管中，加入足量CuSO4溶液，若藍(lán)色溶液顏色及加入的不溶固體無明顯變化，則假設(shè)2成立；若藍(lán)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(zhì)存在，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ ，
步驟3．氧化亞鐵不溶于水，可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化冶鐵和水，可以檢驗(yàn)亞鐵離子的存在進(jìn)而確定氧化亞鐵的存在，方法為：取取步驟2所得暗紅色固體于試管中，滴加過量HCl，靜置，振蕩后靜置．若溶液基本無色，則假設(shè)1成立；若溶液呈淺綠色，則證明假設(shè)3成立，
所以答案是：CuSO4；2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；HCl；1；淺綠色；（4）可以所以硫酸氫鉀溶液和雙氧水檢驗(yàn)步驟3中是否存在亞鐵離子，方法為：取步驟3靜置后的上層溶液，滴加幾滴硫氰化鉀溶液無紅色出現(xiàn)，再滴加1﹣2滴雙氧水，充分振蕩，若溶液變紅，則證明假設(shè)3成立，
所以答案是：取步驟3靜置后的上層溶液，滴加幾滴硫氰化鉀溶液無紅色出現(xiàn)，再滴加1﹣2滴雙氧水，充分振蕩，若溶液變紅，則證明假設(shè)3成立；（5）根據(jù)信息可知，鐵離子被氯氣氧化成FeO42﹣ ， 根據(jù)化合價(jià)升降相等配平，配平后的離子方程式為：2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42﹣+16H++6Cl﹣ ，
所以答案是：2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42﹣+16H++6Cl﹣ ．