Question

（2008?廣東）某種催化劑為鐵的氧化物．化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色．一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價(jià)態(tài)為+3的結(jié)論．
（1）請(qǐng)指出該結(jié)論是否合理并說(shuō)明理由

該結(jié)論不正確．稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色．

（2）請(qǐng)完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究：
限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾：3mol?L^-1H₂SO₄/
3% H₂O₂、6mol?L^-1HNO₃/0.01mol?L^-1KMnO₄、NaOH稀溶液、0.1mol?L^-1KI、20% KSCN、蒸餾水．
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1：

催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)全部為+3價(jià)

；
假設(shè)2：

催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)全部為+2價(jià)

；
假設(shè)3：

催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià)、+2價(jià)

．
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)（不要在答題卡上作答）
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程：根據(jù)②的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上按下表格式寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
…

Answer 1

分析：（1）稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，可將+2價(jià)鐵，氧化為+3價(jià)的鐵；
（2）①根據(jù)鐵的氧化物中鐵的存在價(jià)態(tài)解答；
③根據(jù)的Fe²⁺和Fe³⁺性質(zhì)及檢驗(yàn)解答．

解答：解析：（1）稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色，故該結(jié)論不正確．
故答案為：結(jié)論不正確．稀HNO₃有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色．
（2）①鐵的氧化物中鐵的存在價(jià)態(tài)有+2、+3價(jià)，所以，催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)有三種情況：價(jià)態(tài)全部為+3價(jià)；價(jià)態(tài)全部為+2價(jià)；價(jià)態(tài)為+3價(jià)、+2價(jià)．
故答案為：假設(shè)1：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)全部為+3價(jià)．
假設(shè)2：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)全部為+2價(jià)．
假設(shè)3：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià)、+2價(jià)．
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法證明你的假設(shè)
③、為探究鐵元素的價(jià)態(tài)，先將鐵的氧化物用酸溶解，
+2價(jià)鐵具有還原性，易被氧化，選用KMnO₄溶液檢驗(yàn)，
若KMnO₄溶液的紫紅色褪去為無(wú)色溶液，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)含+2價(jià)．
若不褪色，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)不含+2價(jià)，則假設(shè)1成立．
Fe³⁺遇KSCN溶液呈血紅色，選用KSCN溶液檢驗(yàn)+3價(jià)的鐵，結(jié)合上述若KMnO₄溶液的紫紅色褪去為無(wú)色溶液．
若溶液變?yōu)檠�紅色，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)含+3價(jià)，則假設(shè)3成立．
若溶液無(wú)明顯變化，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)不含+3價(jià)，只含+2價(jià)，則假設(shè)2成立
故答案為：實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：用滴管取一定量的3mol?L-1H2SO4與試管中，加熱煮沸數(shù)分鐘，除去溶解其中的氧．
步驟2：取少許樣品于試管中，用滴管將適量 稀H2SO4加入，加熱溶解．	固體溶解，溶液顏色有變化．
步驟3：取步驟2中配制的少量溶液，滴加酸性 KMnO4溶液，振蕩．	①若KMnO4溶液的紫紅色褪去為無(wú)色溶液，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)含+2價(jià)． ②若不褪色，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)不含+2價(jià)，則假設(shè)1成立．
步驟4：另取步驟2中配制的少量溶液，滴加 KSCN溶液，振蕩．	結(jié)合步驟3中的① ①若溶液變?yōu)檠�紅色，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)含+3價(jià)，則假設(shè)3成立． ②若溶液無(wú)明顯變化，則說(shuō)明催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)不含+3價(jià)，只含+2價(jià)，則假設(shè)2成立

點(diǎn)評(píng)：以鐵及其化合物為載體，綜合考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒎治鰡?wèn)題能力、和解決問(wèn)題能力，難度較大，熟練掌握鐵三角