Question

（11分）某種催化劑為鐵的氧化物�；瘜W興趣小組在實驗室對該催化劑中鐵元素的價態進行探究：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溶液后出現紅色。一位同學由此得出該催化劑中鐵元素價態為+3的結論。

（1）請指出該結論是否合理并說明理由     　　　                                  。

（2）請完成對鐵元素價態的探究：

限選實驗儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾：3 mol·L^-1H₂SO₄、3％ H₂O₂、6 mol·L^-1HNO₃、0.01 mol·L^-1KMnO₄、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1Kl、20％ KSCN、蒸餾水。

提出合理假設

假設1：　　　　　　　                                                     ；

假設2：　　　　　　　                                                      ；

假設3：　　　　　　　                                                        。

設計實驗方案證明你的假設（不要在答題卡上作答）

實驗過程

根據②的實驗方案，進行實驗。請在答題卡上按下表格式寫出實驗操作步驟、預期現象與結論。

實驗操作	預期現象與結論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
…

 

Answer 1

【答案】

（1）該結論不正確。稀HNO₃有強氧化性，若該鐵的價態為+2價，則被氧化為+3價同樣可使KSCN溶液變血紅色。

（2）①提出合理假設

假設1：催化劑中鐵元素的價態為+3價。

假設2：催化劑中鐵元素的價態為+2價。

假設3：催化劑中鐵元素的價態既有+3價也有+2價。

②設計實驗方法證明你的假設

③實驗過程

實驗操作	預期現象與結論
步驟1：將適量稀H2SO4加入少許樣品于試管中，加熱溶解；	溶液呈黃綠色，說明溶液中含Fe2+或Fe3+。
步驟2：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液。	若KMnO4溶液的紫紅色褪去為無色溶液，則說明催化劑中鐵元素的價態含+2價；若不褪色，則說明催化劑中鐵元素的價態不含+2價。
步驟3：另取少量溶液，滴加KSCN溶液。	若溶液變為血紅色，則說明催化劑中鐵元素的價態含+3價；若溶液無明顯變化，則說明催化劑中鐵元素的價態不含+3價。

 

【解析】