Question

已知：H₂S是一種無色具有臭雞蛋氣味的氣體，易分解，能溶于水形成二元弱酸．某研究小組為研究H₂S的性質進行了如下實驗（已知FeS為黑色難溶于水的固體）．
（1）制取H₂S：

編號	操作	現象
Ⅰ		反應劇烈，試管中的黑色固體逐漸溶解，產生大量的無色具有臭雞蛋氣味的氣體．
Ⅱ		只有少量的無色臭雞蛋氣味的氣體產生，但溶液中卻有一定量的淡黃色沉淀產生．

（1）寫出實驗I中反應的離子方程式

 

．并用沉淀溶解平衡原理解釋FeS溶解于鹽酸的過程

 

．
該小組同學對實驗Ⅱ中產生的現象發生了興趣，首先設計實驗探究沉淀的成分．實驗和現象：將實驗Ⅱ產生的沉淀進行

 

、洗滌、干燥．將沉淀放在燃燒匙中，伸入廣口瓶灼燒．燃燒后向廣口瓶中滴加少量品紅溶液，振蕩．品紅溶液褪色，褪色后的溶液加熱后又恢復紅色．可以推知該淡黃色沉淀為

 

，寫出沉淀燃燒產生刺激性氣味氣體的化學方程式

 

．
（2）探究生成沉淀的原因．
提出假設：①H₂S不穩定，分解生成沉淀；②

 

．
實驗驗證：

編號	操作	現象
Ⅲ	將H2S通入蒸餾水中達到飽和，將該溶液分為兩等份．一份靜置，另一份在空氣中不斷振蕩．	兩份溶液在短時間內均未出現明顯的渾濁現象．

（3）重新假設并實驗驗證．
查閱資料：在Na₂S溶液中經常含有多硫化鈉（Na₂S_x），多硫化鈉穩定，但在酸的作用下生成不穩定的多硫化氫，多硫化氫分解生成硫．即：S_x^2-+2H⁺═H₂S_x     H₂S_x═H₂S↑+（x-1）S
設計實驗驗證：

編號	操作	現象
Ⅳ		先通入一定量O2，幾乎看不到明顯變化；加入足量的鹽酸，產生無色具有臭雞蛋氣味的氣體，溶液中有大量的淡黃色沉淀產生．

寫出Na₂S溶液暴露在空氣里形成多硫化鈉的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）實驗Ⅰ時是FeS中加入足量稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和硫化氫氣體，硫化亞鐵為難溶固體；依據沉淀溶解 平衡影響因素分析判斷沉淀溶解過程；固體通過過濾從溶液中分離出，洗滌干燥，淡黃色固體燃燒生成的氣體可以使品紅溶液褪色，證明是二氧化硫氣體，則淡黃色固體為硫單質；
（2）酸性溶液中硫離子被空氣中氧氣氧化為硫單質；
（3）Na₂S、氧氣、水反應生成Na₂S₂、NaOH，以此書寫方程式；

解答： 解：（1）實驗Ⅰ時是FeS中加入足量稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和硫化氫氣體，硫化亞鐵為難溶固體，反應的離子方程式為：FeS+2H⁺=Fe²⁺+H₂S↑；依據沉淀溶解 平衡影響因素分析判斷沉淀溶解過程，硫化亞鐵存在沉淀溶解平衡FeS（s）?Fe²⁺+S^2-，加入鹽酸，氫離子結合硫離子生成硫化氫氣體，促進平衡正向進行，硫化亞鐵溶解；固體通過過濾從溶液中分離出，將實驗Ⅱ產生的沉淀進行過濾、洗滌、干燥得到沉淀，淡黃色固體燃燒生成的氣體可以使品紅溶液褪色，證明是二氧化硫氣體，反應的化學方程式為：S+O₂

點燃  .

SO₂ ；則淡黃色固體為硫單質；
故答案為：FeS+2H⁺=Fe²⁺+H₂S↑；硫化亞鐵存在沉淀溶解平衡FeS（s）?Fe²⁺+S^2-，加入鹽酸，氫離子結合硫離子生成硫化氫氣體，促進平衡正向進行，硫化亞鐵溶解；過濾，S，S+O₂

點燃  .

SO₂；
（2）將H₂S通入蒸餾水中達到飽和，將該溶液分為兩等份．一份靜置，另一份在空氣中不斷振蕩，兩份溶液在短時間內均未出現明顯的渾濁現象，但加入鹽酸會出現硫化氫氣體和硫單質，可能是硫化氫不穩定分解生成，也可能是酸溶液中硫離子被空氣中氧氣氧化生成硫單質；
故答案為：酸性溶液中硫離子被空氣中氧氣氧化為單質硫；
（3）Na₂S、氧氣、水反應生成Na₂S₂、NaOH，該反應的方程式為4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂，故答案為：4Na₂S+O₂+2H₂O═4NaOH+2Na₂S₂；

點評：本題考查了物質性質分析，實驗工廠設計和物質檢驗方法和反應現象的理解應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．