Question

三草酸合铁酸钾晶体K₃[Fe(C₂O₄)₃]3H₂O可用于摄影和蓝色印刷。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^-1 HNO₃、1.0 mol·L^-1 盐酸、1.0 mol·L^-1 NaOH、3% H₂O₂、0.1 mol·L^-1 KI、0.1 mol·L^-1 CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

（1）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                。

（2）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：全部是铁单质；

假设2：                                  ；

假设3：                                  。

② 设计实验方案证明你的假设

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：	部分固体不溶解
步骤2：
步骤3：继续步骤2中的（2），进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN。

Answer

每空2分，共16分

（1）利用焰色反应；透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰；

（3）①全部为FeO；同时存在铁单质和FeO；

③

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解．分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体

部分固体不溶解

步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡

（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立．

（2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在

步骤3：继续步骤2中的（2），进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色．取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN．

结合步骤2中的（2）：

（1）若溶液基本无色，则假设1成立

（2）若溶液呈血红色，则假设3成立

【解析】

试题分析：（1）可以验证钾离子来确定是否存在碳酸钾，钾离子的检验可以用焰色反应法，故答案为：利用焰色反应；透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰；

（3）①根据题意：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，所以存在的可能是零价或是正二价的贴原色的单质或是化合物，故答案为：全部为FeO；同时存在铁单质和FeO；

③金属铁不溶于水中，但是可以和硫酸铜发生置换反应，生成金属铜和硫酸亚铁，氧化亚铁不溶于水，可以和盐酸反应生成氯化冶铁和水，可以检验亚铁离子的存在进而确定氧化亚铁的存在，故答案为：

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解．分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体

部分固体不溶解

步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡

（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立．

（2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在

步骤3：继续步骤2中的（2），进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色．取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN．

结合步骤2中的（2）：

（1）若溶液基本无色，则假设1成立

（2）若溶液呈血红色，则假设3成立

考点：考查了元素及其化合物性质、物质检验、实验方案的设计的相关知识。