Question

【題目】某小組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)一】

已知：FeS、Fe2S3均為黑色固體，均能溶于鹽酸。H2S氣體有臭雞蛋氣味。

同學(xué)們對(duì)黑色沉淀的成分提出兩種假設(shè)：

ⅰ．Fe3+與S2反應(yīng)直接生成沉淀Fe2S3。ⅱ．Fe3+被S2還原，生成沉淀FeS和S。

甲同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

操作	現(xiàn)象
取少量FeS固體，加入稀鹽酸	固體溶解，有臭雞蛋氣味氣體生成
取少量Fe2S3固體，加入稀鹽酸	固體溶解，出現(xiàn)淡黃色渾濁，有臭雞蛋氣味氣體生成

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和資料，甲得出結(jié)論：黑色沉淀是Fe2S3。

（1）0.1 mol·L 1 Na2S溶液的pH為12.5。用離子方程式表示其顯堿性的原因：_______。

（2）乙認(rèn)為甲的結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是________。

（3）進(jìn)一步研究證實(shí)，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈堿性，FeCl3溶液與其反應(yīng)不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是________。

【實(shí)驗(yàn)二】

步驟	操作	現(xiàn)象
I		開(kāi)始時(shí)，局部產(chǎn)生少量的黑色沉淀，振蕩，黑色沉淀立即消失，同時(shí)溶液中產(chǎn)生淡黃色渾濁和臭雞蛋氣味的氣體
II	繼續(xù)滴加Na2S溶液	一段時(shí)間后，產(chǎn)生大量的黑色沉淀，振蕩，沉淀不消失

（4）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，步驟 I 中局部產(chǎn)生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3與溶液中Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)。步驟 I 中黑色沉淀溶解的反應(yīng)的離子方程式是________。

（5）根據(jù)以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反應(yīng)的產(chǎn)物與________相關(guān)。

Answer 1

【答案】 S2 + H2OHS + OH 黑色沉淀還可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，與稀鹽酸反應(yīng)也有相同現(xiàn)象 Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3更小 Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑ 試劑的相對(duì)用量、反應(yīng)體系的酸堿性

【解析】（1）0.1 mol·L 1 Na2S溶液的pH為12.5，其原因是，S2水解使溶液呈堿性，離子方程式為S2 + H2OHS + OH。

（2）乙認(rèn)為甲的結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是黑色沉淀還可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，FeS、Fe2S3與稀鹽酸反應(yīng)也能產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的硫化氫，有相同現(xiàn)象。

（3）進(jìn)一步研究證實(shí)，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈堿性，FeCl3溶液與其反應(yīng)不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3更小。

（4）進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，步驟 I 中局部產(chǎn)生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3與溶液中Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而是Fe2S3被酸溶解生成Fe3+和H2S，然后Fe3+被H2S還原為S，所以步驟 I 中黑色沉淀溶解的離子方程式是Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑。

（5）根據(jù)以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反應(yīng)的產(chǎn)物與試劑的相對(duì)用量、反應(yīng)體系的酸堿性相關(guān)。