Question

【題目】某小組同學進行實驗研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反應。

【實驗一】

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。

同學們對黑色沉淀的成分提出兩種假設：

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

甲同學進行如下實驗：

操作	現象
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，出現淡黃色渾濁，有臭雞蛋氣味氣體生成

根據上述實驗現象和資料，甲得出結論：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）乙認為甲的結論不嚴謹，理由是________。

（3）進一步研究證實，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈堿性，FeCl3溶液與其反應不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是________。

【實驗二】

步驟	操作	現象
I		開始時，局部產生少量的黑色沉淀，振蕩，黑色沉淀立即消失，同時溶液中產生淡黃色渾濁和臭雞蛋氣味的氣體
II	繼續滴加Na2S溶液	一段時間后，產生大量的黑色沉淀，振蕩，沉淀不消失

（4）進一步實驗證實，步驟 I 中局部產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+發生氧化還原反應。步驟 I 中黑色沉淀溶解的反應的離子方程式是________。

（5）根據以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反應的產物與________相關。

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，與稀鹽酸反應也有相同現象 Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3更小 Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑ 試劑的相對用量、反應體系的酸堿性

【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）乙認為甲的結論不嚴謹，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與稀鹽酸反應也能產生有臭雞蛋氣味的硫化氫，有相同現象。

（3）進一步研究證實，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈堿性，FeCl3溶液與其反應不生成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）進一步實驗證實，步驟 I 中局部產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+發生氧化還原反應，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）根據以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反應的產物與試劑的相對用量、反應體系的酸堿性相關。