Question

18．FeCO₃与砂糖混用可作补血剂，也能被用来制备Fe₂O₃．
（1）实验室制备FeCO₃的流程如下：

①写出生成沉淀的化学方程式：FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O．
②检验滤液中含有NH₄⁺的方法是取少量滤液于试管中，加入足量NaOH溶液，加热，若产生气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则滤液中含有NH₄⁺．
（2）甲同学为了验证FeCO₃高温下煅烧是否得到Fe₂O₃，做了如表实验：

实验步骤	实验操作步骤
Ⅰ	取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再减轻，冷却至室温
Ⅱ	取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸溶解
Ⅲ	向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红

根据上述现象得到化学方程式：4FeCO₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4CO₂．
①实验步骤Ⅲ中溶液变红的离子方程式为Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃．
②乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe₃O₄，因为Fe₃O₄也可以溶于硫酸，且所得溶液中也含有Fe³⁺．于是乙同学对实验步骤Ⅲ进行了补充：另取少量实验步骤Ⅱ所得溶液，然后D（填字母），用来检验溶液中是否含有Fe²⁺．
A．滴加氯水B．滴加KSCN溶液
C．先滴加KSCN溶液后滴加氯水D．滴加酸性KMnO₄溶液
（3）丙同学认为即使得到乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物即为Fe₃O₄．
①丙同学持此看法的理由是氧化亚铁、四氧化三铁中也是含有+2价铁元素的．
②丙同学查阅资料得知煅烧FeCO₃的产物中含有+2价铁元素，于是他设计了由FeCO₃制备Fe₂O₃的方案．先向FeCO₃粉末中依次加入试剂：稀硫酸、氯水和氢氧化钠；然后再过滤（填操作）、洗涤、灼烧即可得到Fe₂O₃．

Answer 1

分析 FeSO₄溶液中加碳酸氢铵生成CO₂、FeCO₃，过滤、洗涤，即可得到FeCO₃固体，
（1）①FeSO₄溶液中加碳酸氢铵发生反应生成CO₂、H₂O、FeCO₃、（NH₄）₂SO₄，结合原子守恒配平书写化学方程式；
②检验铵根离子的方法是利用铵根离子结合氢氧根离子发生反应加热生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；
（2）①三价铁离子可以和硫氰化钾之间反应生成红色的络合物；
②亚铁离子能使高锰酸钾褪色，但是三价铁离子不可以；
（3）①金属铁的氧化物有多种：氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁，根据其中铁元素的价态来回答；
②碳酸铁中的亚铁离子可以被氯水氧化为三价铁离子，铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解为氧化铁．

解答 解：（1）①FeSO₄溶液中加碳酸氢铵生成CO₂、FeCO₃，反应的化学方程式为：FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O，
故答案为：FeSO₄+2NH₄HCO₃=FeCO₃↓+（NH₄）₂SO₄+CO₂↑+H₂O；
②检验滤液中含有NH₄⁺的方法是：取少量滤液于试管中，加入足量NaOH溶液，加热，若产生气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则滤液中含有NH₄⁺，
故答案为：取少量滤液于试管中，加入足量NaOH溶液，加热，若产生气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则滤液中含有NH₄⁺，
（2）①三价铁离子可以和硫氰化钾之间反应生成红色的络合物，发生的反应为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃，
故答案为：Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
②亚铁离子能使高锰酸钾褪色，但是三价铁离子不可以，步骤Ⅱ所得溶液中一定含有铁离子，判断是否含有Fe²⁺，
A．滴加氯水能氧化亚铁离子为铁离子现象不明显，不能鉴别，故A错误；
B．滴加KSCN溶液只能鉴别铁离子的存在，不能证明亚铁离子的存在，故B错误；
C．先滴加KSCN溶液后滴加氯水，弱元溶液中含铁离子，遇到KSCN反应变红色，再滴入氯水不能鉴别溶液中含亚铁离子，故C错误；
D．亚铁离子具有还原性，滴加酸性KMnO₄溶液能氧化亚铁离子，若滴入高锰酸钾溶液褪色证明含有亚铁离子，故D正确；
故答案为：D；
（3）①金属铁的氧化物有多种：氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁，氧化亚铁、四氧化三铁中也是含有+2价铁元素的，所以无法确定碳酸亚铁煅烧产物的成分，
故答案为：氧化亚铁、四氧化三铁中也是含有+2价铁元素的；
②碳酸铁可以溶于硫酸，得到硫酸铁、硫酸亚铁等，其中的亚铁离子可以被氯水氧化为三价铁离子，铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解为氧化铁，最后过滤，这样可以制得氧化铁，故答案为：氯水；氢氧化钠；过滤．

点评 本题是一道关于金属铁以及化合物的制备、性质的实验方案设计题，要求学生具有分析和解决问题的能力，题目难度中等．