Question

(12分)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。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

 限选试剂：浓硫酸、1.0 mol?L^-1HNO₃、1.0 mol?L^-1盐酸、1.0 mol?L^-1 NaOH、3% H₂O₂ 、0.1mol?L^-1KI、0.1 mol?L^-1CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是        。

（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃。验证固体产物中钾元素存在的方法是         ，现象是            。

（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。

①提出合理假设

假设1：          ；          假设2：               ；假设3：          。

②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）

③实验过程

根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……

Answer 1

（1）CO₂、CO

（2）焰色反应   透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰

（3）①FeO      FeO、Fe         Fe

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体	固体产物部分溶解
步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡	（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显 变化，则假设2成立。 （2）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
步骤3：继续步骤2中的（2）,进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中，滴加过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2 ,充分振荡后滴加KSCN	结合步骤2中的（2）： （1）       若溶液基本无色，则假设（1）成立 （2）       若溶液呈血红色，则假设（3）成立

③步骤1：将固体产物加入1.0 mol?L^-1盐酸中 观察有无气体  若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁，反之，则不含单质铁

步骤2：将固体产物加入足量的0.1 mol?L^-1CuSO₄中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1.0 mol?L^-1盐酸，再加入20% KSCN，最后加入3%  H₂O₂，若最终溶液显红色，说明固体产物中含有FeO，若不出现红色、说明不含有FeO

解析：

（1）将产生的气体产物依次通过澄清石灰水，石灰水变混浊，说明产生的气体中含有CO₂，然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水,观察到有红色固体生成，澄清石灰水都变浑浊，气体中含有CO；

（2）碱金属元素的检验一般采用焰色反应；

（3）依据信息：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃，可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在；在设计实验时，应注意Fe与FeO的性质的不同点。