Question

Ⅰ．某探究小组用HNO₃与大理石反应过程中固体质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO₃浓度为1.00 mol·L^-1、2.00 mol·L^-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：

实验编号	T/K	大理石 质量/g	规格	HNO3浓度／mol·L^-1	HNO3 体积/ mL	实验目的
①	298	10.00	粗	1.00	25.00	(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ)实验①和        探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ)实验①和      探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。

Ⅱ．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 H₂SO₄、3%H₂O₂、6mol/L HNO₃、0.01mol/L KMnO₄、NaOH稀溶液、0.1mol/L KI、20%KSCN、蒸馏水。

① 提出合理假设

假设1：                               ；

假设2：                               ；

假设3：                               。

② 基于上述假设，设计实验方案。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
……

Answer

Ⅰ．(5分)

实验编号 

T/K

大理石m /g

规格

HNO3浓度／mol·L-1

HNO3

体积/ mL

实验目的

②

③

④

298

308

298

10.00

10.00

10.00

粗

粗

细

2.00

1.00

1.00

25.00

25.00

25.00

 (Ⅱ)   ③ 

  (Ⅲ) ④

Ⅱ．(11分)（1）不合理，(1分)    HNO3会将+2价Fe氧化成+3价。(1分)

（2）①假设1：只存在+2价Fe；假设2：只存在+3价Fe；假设3：同时存在+2、+3价Fe (2分)

实验操作

预期现象与结论

步骤1：取少量样品于试管中，加入适量3mol/L H2SO4，充分溶解后将溶液分装于A、B两试管中。(1分)

样品固体溶解，得到浅绿色或浅黄色溶液。

(1分)

步骤2：向A试管的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡，观察(1分)

若溶液显红色，说明含Fe3+；若不显红色，则假设1成立。(1分)

步骤3：向B试管的溶液中滴加几滴0.01mol/LKMnO4溶液，振荡，观察(1分)

若溶液紫色褪去，说明含Fe2+；若不褪色，则假设2成立。(1分)

若步骤2溶液显红色，且步骤3溶液紫色褪去，则假设3成立。(1分)

【解析】略