题目内容
三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]?3H2O可用于摄影和蓝色印刷．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．该小组同学查阅资料知，固体产物中铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，产生的气体中含有CO、CO2．
限选试剂：①蒸馏水②3%H2O2溶液③氧化铜④1.0mol?L-1盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol?L-1NaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5mol?L-1CuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液
Ⅰ．若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在，并验证检验过程中有CO2生成，应选用的试剂为（按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内）：⑥→⑦ → → ．
Ⅱ．探究固体产物中铁元素的存在形式．
（1）提出合理假设
假设1：只有Fe；假设2：只有FeO；假设3：含有Fe和FeO
（2）设计实验方案并实验验证：
（3）问题讨论
若固体产物中FeO含量较少，用步骤3方法难以确定．请你设计实验方案证明假设3成立（写出实验的操作步骤、现象与结论）： ．
Ⅲ．定量探究
取受热后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取4.4g黑色粉末溶与足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO1.12L，通过计算判断黑色粉末的成分为 （填化学式）．写出黑色粉末溶于足量稀硝酸发生反应的离子方程式 ．
下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究．该小组同学查阅资料知，固体产物中铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，产生的气体中含有CO、CO2．
限选试剂：①蒸馏水②3%H2O2溶液③氧化铜④1.0mol?L-1盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol?L-1NaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5mol?L-1CuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液
Ⅰ．若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在，并验证检验过程中有CO2生成，应选用的试剂为（按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内）：⑥→⑦
Ⅱ．探究固体产物中铁元素的存在形式．
（1）提出合理假设
假设1：只有Fe；假设2：只有FeO；假设3：含有Fe和FeO
（2）设计实验方案并实验验证：
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤，分离出不溶固体 | |
| 步骤2：取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4溶液，充分振荡． | 若固体无明显变化，则假设 |
| 步骤3： | 若溶液基本无色，则假设Ⅰ成立，若溶液呈浅绿色，则假设3成立 |
若固体产物中FeO含量较少，用步骤3方法难以确定．请你设计实验方案证明假设3成立（写出实验的操作步骤、现象与结论）：
Ⅲ．定量探究
取受热后所得固体于试管中，加入足量蒸馏水，过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末，取4.4g黑色粉末溶与足量稀硝酸中，收集到标准状况下NO1.12L，通过计算判断黑色粉末的成分为
考点：性质实验方案的设计
专题：实验设计题
分析：Ⅰ．检验产生的气体中产生的气体中含有CO，应该先通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳，再利用澄清石灰水检验二氧化碳已经除尽，然后用氧化铜将Co转化成二氧化碳，再通过澄清石灰水检验有二氧化碳生成，从而得出产生的气体中含有CO，据此选出试剂并进行排序；
Ⅱ．（2）用过量硫酸铜溶液检验金属铁的存在情况；由于硫酸铜过量，铁完全反应，利用盐酸溶解骤2所得暗红色固体，根据反应现象判断铁元素的存在形式；
（3）根据检验亚铁离子的方法判断是否存在氧化亚铁；
Ⅲ．先根据n=
计算出NO的物质的量，再根据化合价变化计算出生成一氧化氮转移的电子的物质的量，然后利用极值法和电子守恒判断4.4g固体的组成，最后写出反应的离子方程式．
Ⅱ．（2）用过量硫酸铜溶液检验金属铁的存在情况；由于硫酸铜过量，铁完全反应，利用盐酸溶解骤2所得暗红色固体，根据反应现象判断铁元素的存在形式；
（3）根据检验亚铁离子的方法判断是否存在氧化亚铁；
Ⅲ．先根据n=
| V |
| Vm |
解答：
解：Ⅰ．将气体产物通过⑥1.0 mol?L-1NaOH溶液除去二氧化碳，然后通过⑦澄淸石灰水，证明二氧化碳已经除尽，再用⑤浓硫酸干燥气体，将干燥的气体通入灼热的③氧化铜，试管中有红色物质生成，同时生成了能够使⑦澄淸石灰水变浑浊的气体，证明原氧气中有一氧化碳，所以加入试剂的顺序为：⑥⑦⑤③⑦，
故答案为：⑤③⑦；
Ⅱ．（2）步骤2．金属铁不溶于水中，但是可以和硫酸铜发生置换反应，生成金属铜和硫酸亚铁，所以取少置上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4溶液，若蓝色溶液颜色及加入的固体无明显变化，则假设2成立；若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在，发生反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，
故答案为：2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；
步骤3．氧化亚铁不溶于水，可以和盐酸反应生成氯化冶铁和水，可以检验亚铁离子的存在进而确定氧化亚铁的存在，方法为：取取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，静置，振荡后静置；若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则证明假设3成立，
故答案为：取取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，静置，振荡后静置；
（3）可以所以硫酸氢钾溶液和双氧水检验步骤3中是否存在亚铁离子，方法为：取步骤3静置后的上层溶液，滴加几滴硫氰化钾溶液无红色出现，再滴加1-2滴双氧水，充分振荡，若溶液变红，则证明假设3成立，
故答案为：取步骤3静置后的上层溶液，滴加几滴硫氰化钾溶液无红色出现，再滴加1-2滴双氧水，充分振荡，若溶液变红，则证明假设3成立；
Ⅲ．标况下1.12L一氧化氮的物质的量为：n（NO）=
=0.05mol，生成0.05mol电子需要转移的电子的物质的量为：（5-2）×0.05mol=0.15mol，根据电子守恒，如果固体完全为铁，则固体的质量为：56gmol×
=2.8g；
如果固体为FeO，则固体的质量为：72g/mol×
=10.8g，
所以4.4g为Fe和FeO的混合物，
Fe与硝酸反应的离子方程式为：3FeO+NO3-+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑，
FeO与硝酸反应的离子方程式为：Fe+NO3-+4H+═Fe3++2H2O+NO↑，
故答案为：Fe和FeO；3FeO+NO3-+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑、Fe+NO3-+4H+═Fe3++2H2O+NO↑．
故答案为：⑤③⑦；
Ⅱ．（2）步骤2．金属铁不溶于水中，但是可以和硫酸铜发生置换反应，生成金属铜和硫酸亚铁，所以取少置上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4溶液，若蓝色溶液颜色及加入的固体无明显变化，则假设2成立；若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在，发生反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，
故答案为：2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；
步骤3．氧化亚铁不溶于水，可以和盐酸反应生成氯化冶铁和水，可以检验亚铁离子的存在进而确定氧化亚铁的存在，方法为：取取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，静置，振荡后静置；若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则证明假设3成立，
故答案为：取取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，静置，振荡后静置；
（3）可以所以硫酸氢钾溶液和双氧水检验步骤3中是否存在亚铁离子，方法为：取步骤3静置后的上层溶液，滴加几滴硫氰化钾溶液无红色出现，再滴加1-2滴双氧水，充分振荡，若溶液变红，则证明假设3成立，
故答案为：取步骤3静置后的上层溶液，滴加几滴硫氰化钾溶液无红色出现，再滴加1-2滴双氧水，充分振荡，若溶液变红，则证明假设3成立；
Ⅲ．标况下1.12L一氧化氮的物质的量为：n（NO）=
| 1.12L |
| 2.24L/mol |
| 0.15mol |
| 3 |
如果固体为FeO，则固体的质量为：72g/mol×
| 0.15mol |
| 3-2 |
所以4.4g为Fe和FeO的混合物，
Fe与硝酸反应的离子方程式为：3FeO+NO3-+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑，
FeO与硝酸反应的离子方程式为：Fe+NO3-+4H+═Fe3++2H2O+NO↑，
故答案为：Fe和FeO；3FeO+NO3-+10H+═3Fe3++5H2O+NO↑、Fe+NO3-+4H+═Fe3++2H2O+NO↑．
点评：本题考查物质性质实验方案的设计，涉及了元素及其化合物性质、离子方程式书写等知识，题目难度较大，试题知识点较大，综合性较强，是一道质量较好的题目，有利于提高学生运用所学知识的能力及化学实验能力．
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