题目内容
(14分)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 硝酸、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH溶液、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 CuSO4溶液、20% KSCN溶液、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过(A)澄清石灰水、浓氢氧化钠 (B)浓硫酸、灼热氧化铜 (C)澄清石灰水;观察到(A)、(C)中澄清石灰水都变浑浊,(B)中有红色固体生成,则气体产物是 。
(2)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 。
(3)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: ;
假设2: ;
假设3: 。
② 设计实验方案证明你的假设
(4)若假设1成立,K3[Fe(C2O4)3]分解反应的化学方程式为 。
限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1 硝酸、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH溶液、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 CuSO4溶液、20% KSCN溶液、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过(A)澄清石灰水、浓氢氧化钠 (B)浓硫酸、灼热氧化铜 (C)澄清石灰水;观察到(A)、(C)中澄清石灰水都变浑浊,(B)中有红色固体生成,则气体产物是 。
(2)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 。
(3)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: ;
假设2: ;
假设3: 。
② 设计实验方案证明你的假设
实验步骤 | 预期现象与结论 |
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使K2CO3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。 | 固体部分溶解。 |
步骤2: | |
步骤3: | |
| |
(14分)(1)CO和CO2 (2分)
(2)利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰(1分)
(3)①全部为铁单质(1分);全部为FeO(1分);同时存在铁单质和FeO(1分)
②证明假设1成立(2分)
证明假设2成立(2分)
证明假设3成立(2分)其他合理答案也可
(4)2K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3 + 2FeO+4CO2+5CO
或2K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3 + 2Fe+6CO2+3CO
或4K3[Fe(C2O4)3]6K2CO3 + 2Fe+10CO2+8CO+ 2FeO
(2分)其它合理答案也给分
(2)利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰(1分)
(3)①全部为铁单质(1分);全部为FeO(1分);同时存在铁单质和FeO(1分)
实验步骤 | 预期现象与结论 |
| |
步骤2:向试管中加入适量CuSO4溶液,再加入少量上述不溶固体,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,且有暗红色固体物质生成,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。 |
证明假设2成立(2分)
证明假设3成立(2分)其他合理答案也可
(4)2K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3 + 2FeO+4CO2+5CO
或2K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3 + 2Fe+6CO2+3CO
或4K3[Fe(C2O4)3]6K2CO3 + 2Fe+10CO2+8CO+ 2FeO
(2分)其它合理答案也给分
略
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