Question

【題目】某小組研究FeCl3與Na2S的反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

		實(shí)驗(yàn)a	實(shí)驗(yàn)b	實(shí)驗(yàn)c
	FeCl3 體積	5 mL	10 mL	30 mL
	實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象	產(chǎn)生黑色渾濁，混合液pH=11.7	黑色渾濁度增大，混合液pH=6.8	黑色渾濁比實(shí)驗(yàn)b明顯減少，觀察到大量黃色渾濁物，混合液pH=3.7

I. 探究黑色沉淀的成分

查閱資料：Fe2S3（黑色）在空氣中能夠穩(wěn)定存在，F(xiàn)eS（黑色）在空氣中易變質(zhì)為Fe(OH)3

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：分別取實(shí)驗(yàn)a、b、c中沉淀放置于空氣中12小時(shí)，a中沉淀無(wú)明顯變化。

b、c中黑色沉淀部分變?yōu)榧t褐色。

（1）① 同學(xué)甲認(rèn)為實(shí)驗(yàn)a中黑色沉淀為Fe2S3，實(shí)驗(yàn)b、c的黑色沉淀物中既有Fe2S3又有FeS，依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________。

② 同學(xué)乙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)b的黑色沉淀物中有FeS則一定混有S，理由是_________。

③ 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)b的黑色沉淀物中混有硫。

已知：硫在酒精溶液中的溶解度隨乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大。

實(shí)驗(yàn)證明了b中黑色沉淀混有S，試劑a是_____，觀察到的現(xiàn)象為_____。

II. 探究實(shí)驗(yàn)a中Fe3+與S2-沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的原因

經(jīng)查閱資料，可能的原因有兩種：

原因1：pH影響了Fe3+與S2-的性質(zhì)，二者不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

原因2：沉淀反應(yīng)先于氧化還原反應(yīng)發(fā)生，導(dǎo)致反應(yīng)物濃度下降，二者不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：電極材料為石墨

（2）①試劑X和Y分別是__________、__________。

②甲認(rèn)為若右側(cè)溶液變渾濁，說(shuō)明Fe3+與S2-發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。是否合理？說(shuō)明理由_______。

③乙進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明該裝置中Fe3+與S2-沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是_______。

④由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是__________。

III. 探究實(shí)驗(yàn)c隨著FeCl3溶液的增加，黑色沉淀溶解的原因

實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2

（3）①用離子方程式解釋實(shí)驗(yàn)1中的現(xiàn)象_________、_________（寫離子方程式）。

②結(jié)合化學(xué)平衡等反應(yīng)原理及規(guī)律解釋實(shí)驗(yàn)2中現(xiàn)象相同與不同的原因______。

Answer 1

【答案】a中沉淀無(wú)明顯變化，b、c中黑色沉淀變?yōu)榧t褐色 依據(jù)化合價(jià)升降守恒，鐵元素化合價(jià)降低，硫元素化合價(jià)必然升高 水 溶液變渾濁 25mL pH=12.2 NaOH溶液 5mL 0.1mol/L FeCl3溶液 不合理，因?yàn)榭諝庵械难鯕庖部赡苎趸?/span>S2- 取左側(cè)燒杯中的液體，加入鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液，沒(méi)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生 氧化還原反應(yīng)不能發(fā)生的原因是pH影響了Fe3+和S2-的性質(zhì) FeS+2H+=H2S↑+Fe2+ FeS+2 Fe3+=S+3Fe2+ 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同的原因：實(shí)驗(yàn)2中兩份溶液的c(H+)相同，都存在平衡Fe2S3(s) Fe3+(aq)+S2-(aq)，H+與S2-結(jié)合生成H2S，酸性條件下Fe3+與S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩種因素使得c(Fe3+)、c(S2-)降低，平衡正向移動(dòng)，現(xiàn)象不同的原因是：加入FeCl3溶液比加入鹽酸的體系c(Fe3+)更大，酸性條件下c(Fe3+)與S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)速率增大，因此固體溶解更快。

【解析】

I. （1）① 同學(xué)甲認(rèn)為實(shí)驗(yàn)a中黑色沉淀為Fe2S3，實(shí)驗(yàn)b、c的黑色沉淀物中既有Fe2S3又有FeS，依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是a中沉淀無(wú)明顯變化，b、c中黑色沉淀變?yōu)榧t褐色；

②依據(jù)化合價(jià)升降守恒，鐵元素化合價(jià)降低，硫元素化合價(jià)必然升高，據(jù)此，同學(xué)乙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)b的黑色沉淀物中有FeS則一定混有S；

③ 實(shí)驗(yàn)證明了b中黑色沉淀混有S，試劑a是水，硫不溶于水，觀察到的現(xiàn)象為溶液變渾濁；

II. （2）①提供含有鐵離子的試劑，故試劑X和Y分別是25mL pH=12.2 NaOH溶液、5mL 0.1mol/L FeCl3溶液；

②甲認(rèn)為若右側(cè)溶液變渾濁，說(shuō)明Fe3+與S2-發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，該說(shuō)法不合理，因?yàn)榭諝庵械难鯕庖部赡苎趸?/span>S2-；

③乙進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明該裝置中Fe3+與S2-沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，取左側(cè)燒杯中的液體，加入鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液，沒(méi)有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子；

④由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是氧化還原反應(yīng)不能發(fā)生的原因是pH影響了Fe3+和S2-的性質(zhì)；

III. （3）①實(shí)驗(yàn)1中的現(xiàn)象為有臭雞蛋氣味的氣體產(chǎn)生且有黃色沉淀產(chǎn)生，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為FeS+2H+=H2S↑+Fe2+、FeS+2 Fe3+=S+3Fe2+；

②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同的原因：實(shí)驗(yàn)2中兩份溶液的c(H+)相同，都存在平衡Fe2S3(s) Fe3+(aq)+S2-(aq)，H+與S2-結(jié)合生成H2S，酸性條件下Fe3+與S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，兩種因素使得c(Fe3+)、c(S2-)降低，平衡正向移動(dòng)，現(xiàn)象不同的原因是：加入FeCl3溶液比加入鹽酸的體系c(Fe3+)更大，酸性條件下c(Fe3+)與S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)速率增大，因此固體溶解更快。