Question

（09广东卷）三草酸合铁酸钾晶体K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O可有于摄影和蓝色印刷。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^-1HNO₃、1.0 mol·L^-1盐酸、1.0 mol·L^-1 NaOH、3%  H₂O₂ 、0.1mol·L^-1KI、0.1 mol·L^-1CuSO₄、20%  KSCN、澄清石灰水,氧化铜、蒸馏水。

（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C）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         ，现象是            。

（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（不要在答题卡上作答）

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
步骤2
步骤3
……

Answer 1

（1）则气体产物是：CO₂和CO。 （2）验证固体产物中钾元素存在的方法是焰色反应，现象是透过蓝钴玻璃观察呈紫色火焰。（3）假设1：铁元素的存在形式为Fe单质；假设2：铁元素的存在形式为FeO；假设3：铁元素的存在形式为Fe与FeO的混合物。

实验步骤	预期现象与结论
步骤一：用药匙取少量固体产物于一支洁净干燥的试管A中，用胶头滴管滴加过量的煮沸过的0.1mol/LCuSO4溶液于试管中，振荡，静置，过滤，取出固体另一试管B中备用。	若出现大量红色固体，则证明假设1或假设3成立。 若不出现红色固体，则假设2可能成立。
步骤二：往试管B的固体加过量1mol/L盐酸，滴加少量20%KSCN溶液，再滴加少量煮沸过的1mol/LHNO3溶液。	加盐酸后，固体部分溶解。 若加入少量1mol/LHNO3后溶液变血红色，则证明原固体为Fe与FeO混合，假设3成立。 若加入少量1mol/LHNO3后溶液不变血红色，则证明原固体只含Fe，假设1成立
步骤三：若步骤一不出现红色固体。用药匙另取少量固体产物于一支洁净干燥的试管中，用胶头滴管滴加过量煮沸过的1mol/L的盐酸，滴加少量20%KSCN溶液，再滴加少量煮沸过的1mol/LHNO3溶液。	加盐酸后，固体全部溶解。若滴加KSCN溶液后，溶液不呈血红色，滴加1mol/LHNO3后溶液变血红色，则证明假设2成立。

解析:

：（1）由A中澄清石灰水都变浑浊，可知K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O分解的产物中有CO₂；由B中有红色固体生成，C中澄清石灰水变浑浊，可知K₃  [Fe(C₂O₄ )₃]·3H₂O分解的产物中有CO。（2）因为所有的钾盐、钠盐和铵盐都可溶，所以验证钠、钾元素一般是用颜色反应。（3）由于草酸根中C为+3价，而产物中二氧化碳、碳酸钾中碳为+4价，一氧化碳中碳为+2价，存在着化合价的变化。由题意铁元素不可能以三价形式存在，说明铁的化合价一定发生变化，由铁的常见化合价不难得出，其一定会降低，可能为0价或+2价。由此不难得出三种假设。设计实验步骤时要注意铁和氧化亚铁均与盐酸反应生成亚铁离子，均与硝酸反应生成铁离子，也就是说铁的存在会干扰氧化亚铁的检验，所以要利用两者性质的差异性先检验出铁，排出铁的干扰。因此一定要用到硫酸铜溶液。由于题给试剂没有能够检验亚铁离子的试剂，所以要将其氧化为铁离子再检验，所以必须用到硝酸和硫氰化钾溶液。