问题 问答题

某种催化剂为铁的氧化物.化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色.一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论.

(1)请指出该结论是否合理并说明理由______

(2)请完成对铁元素价态的探究:

限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹:3mol•L-1H2SO4/

3% H2O2、6mol•L-1HNO3/0.01mol•L-1KMnO4、NaOH稀溶液、0.1mol•L-1KI、20% KSCN、蒸馏水.

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的实验方案,进行实验.请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论.

实验操作预期现象与结论
步骤1:
步骤2:
步骤3:

答案

解析:(1)稀HNO3有强氧化性,若该铁的价态为+2价,则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变血红色,故该结论不正确.

故答案为:结论不正确.稀HNO3有强氧化性,若该铁的价态为+2价,则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变血红色.

(2)①铁的氧化物中铁的存在价态有+2、+3价,所以,催化剂中铁元素的价态有三种情况:价态全部为+3价;价态全部为+2价;价态为+3价、+2价.

故答案为:假设1:催化剂中铁元素的价态全部为+3价.

假设2:催化剂中铁元素的价态全部为+2价.

假设3:催化剂中铁元素的价态为+3价、+2价.

②设计实验方法证明你的假设

③、为探究铁元素的价态,先将铁的氧化物用酸溶解,

+2价铁具有还原性,易被氧化,选用KMnO4溶液检验,

若KMnO4溶液的紫红色褪去为无色溶液,则说明催化剂中铁元素的价态含+2价.

若不褪色,则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价,则假设1成立.

Fe3+遇KSCN溶液呈血红色,选用KSCN溶液检验+3价的铁,结合上述若KMnO4溶液的紫红色褪去为无色溶液.

若溶液变为血红色,则说明催化剂中铁元素的价态含+3价,则假设3成立.

若溶液无明显变化,则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价,只含+2价,则假设2成立

故答案为:实验过程

实验操作预期现象与结论
步骤1:用滴管取一定量的3mol•L-1H2SO4与试管中,加热煮沸数分钟,除去溶解其中的氧. 
步骤2:取少许样品于试管中,用滴管将适量

稀H2SO4加入,加热溶解.

固体溶解,溶液颜色有变化.
步骤3:取步骤2中配制的少量溶液,滴加酸性

KMnO4溶液,振荡.

①若KMnO4溶液的紫红色褪去为无色溶液,则说明催化剂中铁元素的价态含+2价.

②若不褪色,则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价,则假设1成立.

步骤4:另取步骤2中配制的少量溶液,滴加

KSCN溶液,振荡.

结合步骤3中的①

①若溶液变为血红色,则说明催化剂中铁元素的价态含+3价,则假设3成立.

②若溶液无明显变化,则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价,只含+2价,则假设2成立

填空题
单项选择题