Question

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

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：①蒸馏水②3% H2O2溶液③氧化铜④1.0 mol?L-1盐酸 ⑤浓硫酸⑥1.0 mol?L-1 NaOH溶液⑦澄淸石灰水 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）______．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：______．（2）设计实验方案并实验验证：步骤1：取通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；取少置上述不溶固体放入试管中，加入足量______溶液，充分振荡．若固体无明显变化，则假设______成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为______．步骤3；取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量______，振荡后静置．若溶液基本无色，则假设______成立；若溶液呈______，则假设3成立．（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．拓展与延伸．有资料介绍“在含Fe2+的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”．假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO42-，试写出该反应的离子方程式______．

Answer 1

Ⅰ．将气体产物依次通过⑦澄淸石灰水，石灰水变浑浊，证明产物中有 二氧化碳，然后通过⑥1.0 mol?L^-1 NaOH溶液除去二氧化碳，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：⑦⑥⑤③⑦，
故答案为：⑦⑥⑤③⑦；
Ⅱ．（1）根据题意“固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在”，所以存在的可能是零价铁或亚铁，可能情况有三种：只有Fe；只有FeO；含有Fe和FeO，
故答案为：含有Fe和FeO；
（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不溶固体无明显变化，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：CuSO₄；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：HCl；1；浅绿色；
（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．根据信息可知，铁离子被氯气氧化成FeO₄^2-，根据化合价升降相等配平，配平后的离子方程式为：2Fe³⁺+8H₂O+3Cl₂=2FeO₄^2-+16H⁺+6Cl^-，
故答案为：2Fe³⁺+8H₂O+3Cl₂=2FeO₄^2-+16H⁺+6Cl^-．