Question

2．某研究性小組對Fe³⁺與S^2-的反應有不同的看法，
（1）猜想可能發生三種反應情況：雙水解反應；氧化還原反應；復分解反應；（填反應類型）．
針對上述猜想該小組做了如下探究實驗：

序號	實驗操作	現象
①	向大試管中加入20mL 0.1mol?L-1的Na2S溶液 （已知Na2S溶液顯堿性，pH約為12），再滴加5mL 0.1mol?L-1的FeCl3溶液，邊滴邊振蕩	產生大量黑色沉淀，反應后溶液仍顯堿性
②	向另一支大試管中加入20mL 0.1mol?L-1FeCl3溶液（已知FeCl3溶液顯酸性，pH約為2），再滴加5mL 0.1mol?L-1的Na2S溶液，邊滴邊振蕩	局部有黑色沉淀但瞬間消失，溶液顏色變淺，并產生大量黃色渾濁，反應后溶液仍顯酸性

【查閱資料】
Fe₂S₃是黑色或深黃綠色固體，中性或堿性很穩定，FeS是黑褐色的固體．
（2）根據實驗現象和理論分析：實驗①發生的離子反應方程式為：2Fe³⁺+3S^2-═Fe₂S₃↓．
實驗②發生反應的離子方程式：2Fe³⁺+S^2-═2Fe²⁺+S↓．
（3）設計實驗驗證實驗②所發生的化學反應，檢驗對象是實驗②所得混合物．
限選試劑：稀鹽酸、NaOH溶液、CS₂、KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液、H₂O₂．

實驗操作	預期現象和結論

（4）綜合分析實驗①、②，影響Fe³⁺與S^2-的反應類型的可能因素有溶液的酸堿性、溶液的滴加順序；溶液的濃度．（至少填兩點）

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺與S^2-的反應可能發生氧化還原反應，雙水解反應，復分解反應；
（2）實驗①發生的離子反應是鐵離子和硫離子生成硫化物沉淀，實驗②發生反應鐵離子和硫離子發生氧化還原反應；
（3）取實驗②所得混合液于試管中，滴入少量酸性KMnO₄溶液，振蕩，若酸性高錳酸鉀紫色褪去，說明實驗②中有Fe²⁺生成，取實驗②所得混合物，過濾得到淡黃色的固體，取少量淡黃色的固體于試管中，滴加一定量的CS₂振蕩，淡黃色的固體溶解，說明實驗②中有S生成；
（4）分析實驗過程和實驗現象可知，影響Fe³⁺與S^2-的反應類型的可能因素是濃度、酸堿性和加入順序；

解答 解：（1）猜想可能發生三種反應情況：雙水解反應；氧化還原反應，
故答案為：復分解反應；
（2）實驗①發生的離子反應是鐵離子和硫離子生成硫化物沉淀，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3S^2-═Fe₂S₃↓，實驗②發生反應鐵離子和硫離子發生氧化還原反應，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+S^2-═2Fe²⁺+S↓，
故答案為：2Fe³⁺+3S^2-═Fe₂S₃↓，2Fe³⁺+S^2-═2Fe²⁺+S↓；
（3）Fe₂S₃是黑色或深黃綠色固體，中性或堿性很穩定，FeS是黑褐色的固體，向另一支大試管中加入20mL 0.1mol?L^-1FeCl₃溶液（已知FeCl₃溶液顯酸性，pH約為2），再滴加5mL 0.1mol?L^-1的Na₂S溶液，邊滴邊振蕩，局部有黑色沉淀但瞬間消失，溶液顏色變淺，并產生大量黃色渾濁，反應后溶液仍顯酸性，設計實驗驗證是否含有亞鐵離子，硫單質的檢驗方法，實驗設計為：取實驗②所得混合液于試管中，滴入少量酸性KMnO₄溶液，振蕩，若酸性高錳酸鉀紫色褪去，說明實驗②中有Fe²⁺生成，取實驗②所得混合物，過濾得到淡黃色的固體，取少量淡黃色的固體于試管中，滴加一定量的CS₂振蕩，淡黃色的固體溶解，說明實驗②中有S生成，
故答案為：

實 驗 操 作	預期現象和結論
取實驗②所得混合液于試管中，滴入少量酸性KMnO4溶液，振蕩	若酸性高錳酸鉀紫色褪去，說明實驗②中有Fe2+生成
取實驗②所得混合物，過濾得到淡黃色的固體，取少量淡黃色的固體于試管中，滴加一定量的CS2振蕩	淡黃色的固體溶解，說明實驗②中有S生成

（4）綜合分析實驗①、②，影響Fe³⁺與S^2-的反應類型的可能因素有溶液的酸堿性、溶液的滴加順序、溶液的濃度，
故答案為：溶液的酸堿性、溶液的滴加順序、溶液的濃度．

點評 本題考查了離子性質，離子反應現象分析判斷，注意實驗設計的分析應用，掌握離子性質和存在的實驗設計是解題關鍵，題目難度較大．