Question

1．某小組同學欲探究0.1mol/L Fe³⁺溶液與 0.1mol/L S^2-溶液的反應．小組同學先進行理論預測，提出如下三種可能：
a． Fe³⁺與 S^2-發生復分解反應
b． Fe³⁺與 S^2-發生氧化還原反應
c． Fe³⁺與 S^2-發生互促水解反應
（1）依據預測a 寫出該反應的離子方程式2Fe³⁺+3S^2-=Fe₂S₃↓
（2）將預測b補充完整氧化還原，說明預測依據Fe³⁺中Fe元素處于高價，可以降低，體現氧化性；S^2-中S元素處于低價，可以升高，體現還原性，兩者有可能發生氧化還原反應．
在進行實驗驗證前，先進行資料收集，得到如表信息：

物質	顏色	水中溶解性
Fe2S3	黑色	難溶于水
FeS	黑褐色	難溶于水

進行如表實驗：

實驗步驟	操作	現象	備注
1	向2mL 0.1mol/L氯化鐵溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 硫化鈉溶液	產生黑色沉淀，立即變為黃色沉淀，未見其它明顯現象	自始至終都未見紅褐色沉淀
2	繼續滴加3滴0.1mol/L 硫化鈉溶液	同上
3	繼續滴加0.1mol/L 硫化鈉溶液至過量	產生黑色沉淀，振蕩后靜置，未發現明顯變化

（3）寫出黑色沉淀轉變為黃色沉淀的離子方程式Fe₂S₃+4Fe³⁺=3S↓+6Fe²⁺．為進一步探究反應實質，該組同學進行了如下實驗：

實驗步驟	操作	現象
4	向2mL 0.1mol/L硫化鈉溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 氯化鐵溶液	產生黑色沉淀，未見其它明顯現象
5	繼續滴加3滴0.1mol/L 氯化鐵溶液	同上
6	繼續滴加0.1mol/L 氯化鐵溶液至過量	同上

（4）步驟4與步驟1現象不同的原因可能是Fe³⁺量不足，不能氧化Fe₂S₃，而且體系中S^2-不能還原Fe₂S₃，所以不能生成S
（5）有同學認為步驟3中產生的黑色沉淀中可能有FeS．請判斷他的想法是否合理并說明理由合理，依據實驗現象，發現黑色沉淀不再轉化為黃色硫沉淀，說明由于反應進行，造成Fe³⁺濃度降低，不足以氧化Fe₂S₃，Fe²⁺可能直接與S^2-生成FeS
（6）依據以上實驗現象，可得出結論：Fe³⁺與S^2-發生復分解反應．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺與 S^2-發生復分解反應生成Fe₂S₃；
（2）根據Fe³⁺中Fe元素處于高價，具有強氧化性，S^2-中S元素處于低價，具有強還原性，可發生氧化還原反應判斷；
（3）步驟1向2mL 0.1mol/L氯化鐵溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 硫化鈉溶液，氯化鐵溶液過量，產生黑色沉淀即為Fe₂S₃，立即變為黃色沉淀即S，說明Fe₂S₃被過量的氯化鐵溶液氧化成硫單質；
（4）步驟4向2mL 0.1mol/L硫化鈉溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 氯化鐵溶液，氯化鐵溶液少量，不能將Fe₂S₃氧化成硫單質，而且體系中S^2-不能還原Fe₂S₃生成S；
（5）步驟3向2mL 0.1mol/L氯化鐵溶液中逐滴滴入0.1mol/L 硫化鈉溶液至過量，產生黑色沉淀不再轉化為黃色硫沉淀，說明由于反應進行，造成Fe³⁺濃度降低，不足以氧化Fe₂S₃，則生成的Fe²⁺可能直接與S^2-生成FeS沉淀；
（6）綜合以上分析解答，可得出結論：Fe³⁺與 S^2-發生復分解反應．

解答 解：（1）Fe³⁺與 S^2-發生復分解反應生成Fe₂S₃，離子方程式為：2Fe³⁺+3S^2-=Fe₂S₃↓，故答案為：2Fe³⁺+3S^2-=Fe₂S₃↓；
（2）因為Fe³⁺中Fe元素處于高價，具有強氧化性，S^2-中S元素處于低價，具有強還原性，可發生氧化還原反應，故答案為：氧化還原反應； Fe³⁺中Fe元素處于高價，可以降低，體現氧化性； S^2-中S元素處于低價，可以升高，體現還原性，兩者有可能發生氧化還原反應；
（3）步驟1向2mL 0.1mol/L氯化鐵溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 硫化鈉溶液，氯化鐵溶液過量，首先產生黑色沉淀即為Fe₂S₃，立即變為黃色沉淀即S，說明Fe₂S₃被過量的氯化鐵溶液氧化成硫單質，則黑色沉淀轉變為黃色沉淀的離子方程式為：Fe₂S₃+4Fe³⁺=3S↓+6Fe²⁺，故答案為：Fe₂S₃+4Fe³⁺=3S↓+6Fe²⁺；
（4）步驟4向2mL 0.1mol/L硫化鈉溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 氯化鐵溶液，氯化鐵溶液少量，不能將Fe₂S₃氧化成硫單質，而且體系中S^2-不能還原Fe₂S₃生成S，所以只產生黑色沉淀，未見其它明顯現象，則步驟4與步驟1現象不同的原因可能是Fe³⁺量不足，不能氧化Fe₂S₃，而且體系中S^2-不能還原Fe₂S₃，所以不能生成S，故答案為：Fe³⁺量不足，不能氧化Fe₂S₃，而且體系中S^2-不能還原Fe₂S₃，所以不能生成S；
（5）步驟3向2mL 0.1mol/L氯化鐵溶液中逐滴滴入0.1mol/L 硫化鈉溶液至過量，產生黑色沉淀不再轉化為黃色硫沉淀，說明由于反應進行，造成Fe³⁺濃度降低，不足以氧化Fe₂S₃，則開始Fe³⁺氧化Fe₂S₃生成的Fe²⁺可能直接與S^2-生成FeS沉淀，所以步驟3中產生的黑色沉淀中可能有FeS，故答案為：合理，依據實驗現象，發現黑色沉淀不再轉化為黃色硫沉淀，說明由于反應進行，造成Fe³⁺濃度降低，不足以氧化Fe₂S₃，Fe²⁺可能直接與S^2-生成FeS；
（6）綜合以上分析解答，可得出結論：Fe³⁺與 S^2-發生復分解反應，故答案為：Fe³⁺與 S^2-發生復分解反應．

點評 本題考查了Fe³⁺與 S^2-之間的反應探究，題目難度中等，注意掌握實驗方案設計與評價的原則，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．