Question

【題目】為了探究鐵和硫反應產物中鐵的化合價為+2價或+3價或既有+2也有+3價，某同學設計了如下圖所示的實驗過程：（已知硫會溶于熱堿溶液）

請回答以下問題：

（1）混合粉末A中S粉必須要過量，其原因是為了保證鐵粉完全反應，從而避免_____。

（2）反應在“惰性氣體環境中”進行的原因是______________________。

（3）操作①是用燒熱的玻璃棒點觸混合粉末，反應即可持續進行，這說明了_______。

（4）操作②的作用是________________________________________。

（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是____________________________________。

（6）為探究產物中鐵的價態，需要繼續對D溶液進行實驗，請寫出操作④的具體操作、現象及結論：__________________________________________。

Answer 1

【答案】 過量的鐵粉與操作③中的反應生成Fe3+及過量的硫酸反應生成Fe2+而干擾實驗驗 防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干擾實驗 硫和鐵粉反應是放熱反應 除去混合物中過量的硫粉 防止硫酸中溶解的O2將前面反應過程中可能生成的Fe2+氧化而干擾實驗 取少量的D溶液于兩支小試管中，向第一支試管中滴加少量KSCN溶液，向第二支試管中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液．如果第一支試管出現血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說明鐵和硫反應只生成三價鐵；如果第一支試管不變血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色褪去，說明只生成亞鐵；如果第一支試管變血紅色，第二支試管紫紅色也褪去，說明既生成了三價鐵也生成了亞鐵

【解析】試題分析：由實驗過程可知，鐵粉和硫粉在惰性氣體中混合加熱后，得到了黑色的固體。該固體中可能剩余的硫經熱堿溶液溶解后，與稀硫酸反應得到溶液D，最后對D溶液進行檢驗，確定產物中鐵元素的價態。

（1）混合粉末A中S粉必須要過量，其原因是為了保證鐵粉完全反應，從而避免過量的鐵粉與操作③可能生成的Fe3+及硫酸反應生成Fe2+而干擾實驗驗。

（2）反應在“惰性氣體環境中”進行的原因是防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干擾實驗。

（3）操作①是用燒熱的玻璃棒點觸混合粉末，反應即可持續進行，這說明了硫和鐵粉反應是放熱反應。

（4）操作②的作用是除去混合物中過量的硫粉。

（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是防止硫酸中溶解的O2將前面反應過程中可能生成的Fe2+氧化而干擾實驗。

（6）為探究產物中鐵的價態，需要繼續對D溶液進行實驗，操作④的具體操作、現象及結論為：取少量的D溶液于兩支小試管中，向第一支試管中滴加少量KSCN溶液，向第二支試管中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液．如果第一支試管出現血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說明鐵和硫反應只生成三價鐵；如果第一支試管不變血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色褪去，說明只生成亞鐵；如果第一支試管變血紅色，第二支試管紫紅色也褪去，說明既生成了三價鐵也生成了亞鐵。