Question

2004年2月3日，美国“机遇”号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片，显示的是“机遇”号火星车的着陆区域--“梅里迪亚尼平面”，从照片上可以看出该地为红色和桔色（两种颜色近乎红棕色），所以可能存在赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃）．试回答下列问题．
（1）人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和桔色，来推断火星上可能存在着赤铁矿，这是利用了物质的颜色这一

 

性质对物质的存在进行推测的．如果要进一步确定这种推测是否正确，必须通过实验验证．
（2）假设有一块火星矿物样品，请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素．
实验原理：

 

．
实验用品：锤头、研钵（研杵）、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KCNS溶液
实验步骤及方法：
①

 

②

 

③

 

④

 

实验结果分析及结论：

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）颜色是物理性质研究的范畴；
（2）实验原理：氧化铁溶于盐酸中得到氯化铁溶液，铁离子的检验可以采用硫氰化钾溶液；
实验步骤及方法：证明该火星矿物中是否有三价铁元素的方法步骤：固体凿碎、溶解、过滤、加试剂检验；
实验结果分析及结论：铁离子可以和硫氰化钾溶液反应出现血红色，据此鉴别．

解答： 解：（1）颜色是物理性质研究的范畴，利用了物质的颜色属于物理性质的方面，故答案为：物理；
（2）实验原理：设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素：将氧化铁溶于盐酸中得到氯化铁溶液，Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，加入KSCN溶液检验铁离子即可，
故答案为：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，Fe³⁺遇到KCNS溶液变为红色；
实验步骤及方法：证明该火星矿物中是否有三价铁元素的方法步骤：固体凿碎、溶解、过滤、加试剂检验
具体步骤是：①样品处理：将样品用锤头敲碎，放置在研钵中研细备用．
②溶解：将研磨好的样品粉末倒入烧杯，加10mL稀盐酸，用玻璃棒搅拌片刻．
③过滤：取②中混合物液体过滤．
④检验：取2mL滤液加入到试管中，然后向试管中滴加2滴KCNS溶液．观察溶液的颜色变化．
故答案为：①样品处理：将样品用锤头敲碎，放置在研钵中研细备用．
②溶解：将研磨好的样品粉末倒入烧杯，加10mL稀盐酸，用玻璃棒搅拌片刻．
③过滤：取②中混合物液体过滤．
④检验：取2mL滤液加入到试管中，然后向试管中滴加2滴KCNS溶液．观察溶液的颜色变化．
实验结果分析及结论：铁离子可以和硫氰化钾溶液反应出现血红色，若溶液变为红色，则原火星矿物样品中含有三价铁元素；如果溶液不变色，则原火星矿物样品中不含三价铁元素．
故答案为：若溶液变为红色，则原火星矿物样品中含有三价铁元素；如果溶液不变色，则原火星矿物样品中不含三价铁元素．

点评：本题以赤铁矿中铁离子的检验为载体，考查学生铁元素以及化合物的性质和检验，是一道实验方案的设计题，考查角度广，难度大．