Question

【題目】三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe（C2O4）3]3H2O可用于攝影和藍色印刷．某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對所得氣體產物和固體產物進行實驗和探究．該小組同學查閱資料知，固體產物中鐵元素不可能以三價形式存在，而鹽只有K2CO3 ， 產生的氣體中含有CO、CO2 ． 請利用實驗室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗證和探究過程．
限選試劑：①蒸餾水 ②3%H2O2溶液 ③氧化銅 ④1.0 molL﹣1鹽酸⑤濃硫酸⑥1.0 molL﹣1NaOH溶液 ⑦澄清石灰水 ⑧0.5 molL﹣1 CuSO4溶液 ⑨2%KSCN溶液 ⑩苯酚溶液
（1）若用一套連續實驗裝置檢驗氣體產物中CO的存在，并驗證檢驗過程中有CO2生成，應選用的試劑為（按先后順序把所選試劑的標號填入空格內）
（2）提出合理假設假設1：只有Fe； 假設2：只有FeO； 假設3： ．
（3）設計實驗方案并實驗驗證步驟1：取適量固體產物于試管中，加入足量蒸餾水溶解，過濾分離出不溶固體．
步驟2：取少量上述不溶固體放入試管中，加入足量溶液，充分振蕩．若固體無明顯變化，則假設成立；若有暗紅色固體生成，則反應的離子方程式為 ．
步驟3：取步驟2所得暗紅色固體于試管中，滴加過量 ， 振蕩后靜置．若溶液基本無色，則假設成立；若溶液呈 ， 則假設3成立．
（4）問題討論若固體產物中FeO含量較少，用步驟3方法難以確定．請你設計實驗方案證明假設3成立（寫出實驗的操作步驟、現象與結論）： ．
（5）拓展與延伸有資料介紹“在含Fe2+的溶液中，先滴加少量新制飽和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈紅色；若再滴加過量氯水，卻發現紅色褪去”．假設溶液中的+3價鐵還能被氯水氧化為更高價的QUOTE，試寫出該反應的離子方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）⑥⑦⑤③⑦
（2）含有Fe和FeO
（3）CuSO4；2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；HCl；1；淺綠色
（4）取步驟3靜置后的上層溶液，滴加幾滴硫氰化鉀溶液無紅色出現，再滴加1﹣2滴雙氧水，充分振蕩，若溶液變紅，則證明假設3成立
（5）2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO +16H++6Cl﹣
【解析】解：（1）檢驗氣體產物中CO的存在，并驗證檢驗過程中有CO2生成，將CO2除盡，凈化（干燥），檢驗CO（用CuO，變紅），在檢驗有CO2生成（CO的氧化產物），應該先通過氫氧化鈉溶液除去氣體中的二氧化碳，再通過澄清石灰水檢驗二氧化碳是否除凈，然后通過還原氧化銅生成二氧化碳，用澄清石灰水檢驗一氧化碳生成的二氧化碳，據此選出試劑并進行排序將氣體產物依次通過⑥1.0 molL﹣1 NaOH溶液除去二氧化碳，再通過⑦澄淸石灰水，石灰水不變渾濁，證明二氧化碳除凈，然后通過再用⑤濃硫酸干燥氣體，將干燥的氣體通入灼熱的③氧化銅，試管中有紅色物質生成，同時生成了能夠使⑦澄淸石灰水變渾濁的氣體，證明原氧氣中有一氧化碳，所以加入試劑的順序為：⑥⑦⑤③⑦，所以答案是：⑥⑦⑤③⑦；（2）根據題意“固體產物中，鐵元素不可能以三價形式存在”，所以存在的可能是零價鐵或亞鐵，可能情況有三種：只有Fe；只有FeO；含有Fe和FeO，
所以答案是：含有Fe和FeO；（3）步驟2．金屬鐵不溶于水中，但是可以和硫酸銅發生置換反應，生成金屬銅和硫酸亞鐵，所以取少置上述不溶固體放入試管中，加入足量CuSO4溶液，若藍色溶液顏色及加入的不溶固體無明顯變化，則假設2成立；若藍色溶液顏色明顯改變，且有暗紅色固體生成，則證明有鐵單質存在，發生反應的離子方程式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ ，
步驟3．氧化亞鐵不溶于水，可以和鹽酸反應生成氯化冶鐵和水，可以檢驗亞鐵離子的存在進而確定氧化亞鐵的存在，方法為：取取步驟2所得暗紅色固體于試管中，滴加過量HCl，靜置，振蕩后靜置．若溶液基本無色，則假設1成立；若溶液呈淺綠色，則證明假設3成立，
所以答案是：CuSO4；2；Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；HCl；1；淺綠色；（4）可以所以硫酸氫鉀溶液和雙氧水檢驗步驟3中是否存在亞鐵離子，方法為：取步驟3靜置后的上層溶液，滴加幾滴硫氰化鉀溶液無紅色出現，再滴加1﹣2滴雙氧水，充分振蕩，若溶液變紅，則證明假設3成立，
所以答案是：取步驟3靜置后的上層溶液，滴加幾滴硫氰化鉀溶液無紅色出現，再滴加1﹣2滴雙氧水，充分振蕩，若溶液變紅，則證明假設3成立；（5）根據信息可知，鐵離子被氯氣氧化成FeO42﹣ ， 根據化合價升降相等配平，配平后的離子方程式為：2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42﹣+16H++6Cl﹣ ，
所以答案是：2Fe3++8H2O+3Cl2=2FeO42﹣+16H++6Cl﹣ ．