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。某化学兴趣小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验。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、1.0mol/L HNO₃、1．0mol/L盐酸、1.0 mol/L NaOH.3% H₂O₂、0.1 mol/LKI、0.1mol/LCuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

I．若实验中，观察到B、F中溶液均变浑浊，则E中的现象是____，推测三草酸合铁酸钾分解的气体产物是____。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。

Ⅱ.探究固体产物中铁元素的存在形式。

（1）提出合理假设：假设l____；假设2____；假设3____。

（2）设计实验方案并验证

①取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体。

②取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量____溶液，充分振荡。若溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设____成立。若溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有____存在。

③取②所得暗红色固体于试管中，滴加过量____，振荡后静置。取上层清液于试管中，滴加适量____，再滴加____，若溶液基本无色，则假设____成立；若溶液呈____，则假设_____成立。

Answer

黑色粉末变红 CO和CO2 只有Fe 只有FeO 含有FeO和Fe CuSO4溶液 2 Fe HCl 20%KSCN 3%H2O2 1 血红色 3

【解析】试题分析：本题考查三草酸合铁酸钾晶体分解产物的实验探究。涉及CO2、CO的检验，Fe、FeO的性质以及Fe2+的检验，实验方案的设计。

I.若实验中观察到B中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有CO2；通过C中足量的浓NaOH溶液将CO2除尽；观察到F中澄清石灰水变浑浊，说明产物通过灼热的CuO时生成了CO2，E中CO将CuO还原成Cu，则E中的现象为黑色粉末变红；根据上述现象推测三草酸合铁酸钾分解的气体产物为CO和CO2。

II.（1）固体产物中铁元素不可能以三价形式存在，则固体产物中Fe可能是0价、+2价，固体产物中铁元素存在形式的合理假设为：假设1只有Fe，假设2只有FeO，假设3为Fe和FeO的混合物。

（2）①固体产物加入足量蒸馏水溶解，过滤除去固体产物中的可溶性的K2CO3。

②根据题给试剂，以及Fe和FeO的性质，Fe能从CuSO4溶液中置换出暗红色的Cu，FeO与CuSO4溶液不反应，可向不溶固体中加入CuSO4溶液，观察CuSO4溶液颜色的变化确定固体产物中是否含Fe。取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4溶液，充分振荡；若溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，固体产物中不含Fe，则假设2成立；若溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，固体产物中存在Fe。

③要确定暗红色固体中是否含FeO，可将暗红色固体溶于盐酸后再检验是否含Fe2+。实验方法是：取②所得暗红色固体于试管中，滴加过量1.0mol/LHCl，振荡后静置。取上层清液于试管中，滴加适量20%KSCN溶液，再滴加3%H2O2，若溶液基本无色，则暗红色固体中不含FeO，则假设1成立；若溶液呈血红色，则暗红色固体中含FeO，则假设3成立。