Question

19．某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石，观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色，投入水中没有任何变化，再向水中加浓盐酸至过量，矿石部分溶解，并有大量无色气体产生．该兴趣小组的同学们猜测该矿石可能由CaCO₃、SiO₂、Fe₂O₃三种成分组成，试设计实验证明该矿石含除CaCO₃以外的两种成分．
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗；2mol•L^-1盐酸、2mol•L-¹ NaOH溶液、2% KSCN溶液．
（1）将实验方案用如图所示流程图表示，试写出每步所用试剂的名称或化学式．

试剂Ⅰ2%的KSCN溶液；试剂Ⅱ2mol•L^-1NaOH溶液；试剂Ⅲ2mol•L^-1盐酸．
（2）如果猜测是成立的，试根据上述实验方案，完成实验操作、预期现象与结论．

编号	实验操作	预期现象与结论
①	取适量矿石研细，加足量2mol•L-1盐酸	有大量无色气体产生，得棕黄色溶液，且仍有少量固体残留
②
③	取①操作残余固体适量置于烧杯，加入足量2mol•L-1NaOH溶液，充分搅拌	残余固体完全溶解于2mol•L-1NaOH溶液，并得无色溶液
④

Answer 1

分析 矿石部分溶解，并有大量无色无味气体生成，则一定含CaCO₃、SiO₂，如检验是否含有Fe₂O₃，可在反应后的溶液中加入KSCN溶液，残渣加入氢氧化钠溶液，SiO₂与NaOH反应，与盐酸不反应，硅酸盐与盐酸反应生成白色的硅酸沉淀，
（1）Fe₂O₃可溶于盐酸，Fe³⁺存在于溶液中，可用SCN^-检验，从而说明矿石含Fe₂O₃．SiO₂不溶于盐酸，作为残渣被滤出，是否存在SiO₂，加入NaOH溶液，充分反应后，再加盐酸，如果生成了白色胶状沉淀检验二氧化硅的存在；
（2）检验矿石中含有Fe₂O₃，与盐酸反应生成氯化铁，取少量上述流程中的Ⅰ，加入2%KSCN溶液，溶液变为血红色，则含有氧化铁，
检验是否含有二氧化硅，取①操作得残余固体适量置于烧杯中，加入足量2 mol•L^-1NaOH溶液，充分搅拌，残余固体完全溶解于2 mol•L^-1NaOH溶液，并得无色溶液，
然后取③操作得无色溶液少许置于洁净试管中，用胶头滴管滴入2 mol•L^-1盐酸至过量，有白色胶状沉淀；

解答 解：（1）Fe₂O₃可溶于盐酸，Fe³⁺存在于溶液中，可用SCN^-检验，从而说明矿石含Fe₂O₃．SiO₂不溶于盐酸，作为残渣被滤出．为进一步确认，是否存在SiO₂，加入NaOH溶液，充分反应后，再加盐酸，如果生成了白色胶状沉淀则其为H₂SiO₃，说明矿石中有SiO₂，
故答案为：2%的KSCN溶液；2 mol•L^-1 NaOH溶液；2 mol•L^-1盐酸；
（2）检验矿石中含有Fe₂O₃，与盐酸反应生成氯化铁，取少量上述流程中的Ⅰ，加入2%KSCN溶液，溶液变为血红色，则含有氧化铁，
检验是否含有二氧化硅，取①操作得残余固体适量置于烧杯中，加入足量2 mol•L^-1NaOH溶液，充分搅拌，残余固体完全溶解于2 mol•L^-1NaOH溶液，并得无色溶液，
然后取③操作得无色溶液少许置于洁净试管中，用胶头滴管滴入2 mol•L^-1盐酸至过量，有白色胶状沉淀，且不溶于过量盐酸，可说明含有二氧化硅，
故答案为：

②	取①操作得溶液少许置于洁净试管中，并滴加几滴2%的KSCN溶液	溶液变为红色，说明原矿石可能含有Fe2O3
④	取③操作得无色溶液少许置于洁净试管中，用胶头滴管滴入2 mol•L-1盐酸至过量	有白色胶状沉淀，且不溶于过量盐酸，说明原矿石中可能含有SiO2

点评 本题考查物质的鉴别和检验，为高频考点，把握物质的性质及实验中发生的反应为解答的关键，注意现象与结论的分析，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．