Question

【题目】某小组同学进行实验研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。

【实验一】

已知：FeS、Fe2S3均为黑色固体，均能溶于盐酸。H2S气体有臭鸡蛋气味。

同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设：

ⅰ．Fe3+与S2反应直接生成沉淀Fe2S3。ⅱ．Fe3+被S2还原，生成沉淀FeS和S。

甲同学进行如下实验：

操作	现象
取少量FeS固体，加入稀盐酸	固体溶解，有臭鸡蛋气味气体生成
取少量Fe2S3固体，加入稀盐酸	固体溶解，出现淡黄色浑浊，有臭鸡蛋气味气体生成

根据上述实验现象和资料，甲得出结论：黑色沉淀是Fe2S3。

（1）0.1 mol·L 1 Na2S溶液的pH为12.5。用离子方程式表示其显碱性的原因：_______。

（2）乙认为甲的结论不严谨，理由是________。

（3）进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈碱性，FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是________。

【实验二】

步骤	操作	现象
I		开始时，局部产生少量的黑色沉淀，振荡，黑色沉淀立即消失，同时溶液中产生淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味的气体
II	继续滴加Na2S溶液	一段时间后，产生大量的黑色沉淀，振荡，沉淀不消失

（4）进一步实验证实，步骤 I 中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。步骤 I 中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是________。

（5）根据以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与________相关。

Answer 1

【答案】 S2 + H2OHS + OH 黑色沉淀还可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，与稀盐酸反应也有相同现象 Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3更小 Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑ 试剂的相对用量、反应体系的酸碱性

【解析】（1）0.1 mol·L 1 Na2S溶液的pH为12.5，其原因是，S2水解使溶液呈碱性，离子方程式为S2 + H2OHS + OH。

（2）乙认为甲的结论不严谨，理由是黑色沉淀还可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，FeS、Fe2S3与稀盐酸反应也能产生有臭鸡蛋气味的硫化氢，有相同现象。

（3）进一步研究证实，黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈碱性，FeCl3溶液与其反应不生成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）进一步实验证实，步骤 I 中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3，黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应，而是Fe2S3被酸溶解生成Fe3+和H2S，然后Fe3+被H2S还原为S，所以步骤 I 中黑色沉淀溶解的离子方程式是Fe2S3 + 4H+ == 2Fe2+ + S↓+ 2H2S↑。

（5）根据以上研究，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量、反应体系的酸碱性相关。