Question

某化学小组的同学在实验室将一块坚硬、呈红褐色的矿石进行下列实验．

操作	现象
1．粉碎后投入水中	没有明显变化
2．向上述水中加浓盐酸至过量	矿石部分溶解，并有大量无色无味气体生成

【查阅资料】该矿石可能由CaCO₃、SiO₂、Fe₂O₃的两种或三种组成．
【方案设计及验证】小组同学为确定矿物质组成设计如下实验方案并进行试验．（所用仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、滴管、钥匙、漏斗、漏斗架；2mol/L盐酸、2mol/L NaOH溶液、2%KSCN溶液．）

【分析验证】
（1）由上述实验可知该矿石中含有

 

．
（2）若要证明残渣的主要成分为SiO₂，Ⅱ、试剂Ⅲ分别是

 

；则预期的相关化学方程式分别为：反应③

 

；反应④

 

．
（3）设计实验方案，检验矿石中含有Fe₂O₃，完成下列实验报告．

实验操作	预期现象及结论	相关离子方程式
取少量上述流程中的Ⅰ，加入		步骤①中

Answer 1

考点：物质的检验和鉴别的实验方案设计

专题：物质检验鉴别题

分析：（1）矿石部分溶解，并有大量无色无味气体生成，则一定含CaCO₃、SiO₂；
（2）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；
（3）检验矿石中含有Fe₂O₃，则溶解于酸中检验铁离子即可．

解答： 解：（1）矿石可能由CaCO₃、SiO₂、Fe₂O₃的两种或三种组成，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体，只有二氧化硅与盐酸不反应，则加盐酸过量，矿石部分溶解，并有大量无色无味气体生成，则一定含CaCO₃、SiO₂，
故答案为：CaCO₃、SiO₂；
（2）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，则与残渣反应的试剂Ⅱ为2mol/LNaOH溶液，试剂Ⅲ为2mol/LHCl，发生的化学反应分别为SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O、Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃↓+2NaCl，
故答案为：2mol/LNaOH溶液、2mol/LHCl；SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃↓+2NaCl；
（3）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，步骤①中相关的离子反应为Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案为：

实验操作	预期现象及结论	相关离子方程式
2%KSCN溶液	溶液变为血红色	Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

．

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，题目难度不大．