Question

17．某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如图所示装置．倾斜A使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入了量气管气体的体积为VmL．有上述实验事实可知：（提示：铁和硫生成硫化亚铁，硫化铜是一种不溶于酸也不溶于水的黑色固体）
（1）固体M中一定有的物质是Fe、FeS（填化学式），理由是B装置增重，说明反应生成了硫化氢气体，固体M中一定有FeS；C装置中溶液无变化，说明硫化氢气体已被完全吸收，反应后进入了量气管气体的体积为VmL，说明还有另一种气体氢气生成，固体M中一定还有Fe．
（2）B装置的名称是洗气瓶，写出B装置中反应的化学方程式H₂S+2NaOH═Na₂S+2H₂O．
（3）C装置的作用是检验硫化氢气体是否被B完全吸收，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是硫酸铜溶液中出现黑色沉淀．
（4）稀硫酸和固体M的反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是硫，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、漏斗．
（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是BC．
A．铁和硫反应完的M中有未反应的铁
B．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
C．A中留有反应后生成的气体
D．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥．

Answer 1

分析 （1）据铁与硫在隔绝空气的条件下反应生成硫化亚铁，则所得固体M的成分可能有Fe、S、FeS，使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，B装置增重，说明反应生成了硫化氢气体，固体M中一定有FeS；C装置中溶液无变化，说明硫化氢气体已被完全吸收，反应后进入了量气管气体的体积为VmL，说明还有另一种气体氢气生成，固体M中一定还有Fe；
（2）据氢氧化钠能与酸反应的化学性质解答；
（3）据硫酸铜的化学性质及硫化铜是一种不溶于酸也不溶于水的黑色固体可解答；
（4）据硫的物理、化学性质及过滤操作所用的仪器来解答；
（5）测定气体体积时水准管的水面如高于量气管的水面，则测得气体的体积小于实际体积，造成据此计算的固体M中铁的质量比实际偏小．

解答 解：（1）据铁与硫在隔绝空气的条件下反应生成硫化亚铁，则所得固体M的成分可能有Fe、S、FeS，使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，B装置增重，说明反应生成了硫化氢气体，固体M中一定有FeS；C装置中溶液无变化，说明硫化氢气体已被完全吸收，反应后进入了量气管气体的体积为VmL，说明还有另一种气体氢气生成，固体M中一定还有Fe，故答案为：Fe、FeS；B装置增重，说明反应生成了硫化氢气体，固体M中一定有FeS；C装置中溶液无变化，说明硫化氢气体已被完全吸收，反应后进入了量气管气体的体积为VmL，说明还有另一种气体氢气生成，固体M中一定还有Fe；
（2）氢氧化钠能与酸反应，氢氧化钠溶液的作用是反应掉生成的硫化氢气体，故填：洗气瓶，H₂S+2NaOH═Na₂S+2H₂O；
（3）C装置的作用是检验硫化氢气体是否被B完全吸收，完全吸收则C无变化，如C装置硫酸铜溶液中出现黑色沉淀，则硫化氢气体未被B完全吸收，故应填：检验硫化氢气体是否被B完全吸收，硫酸铜溶液中出现黑色沉淀；
（4）稀硫酸和固体M的反应后溶液中还残留淡黄色固体，据硫的物理、化学性质该固体是硫，据过滤操作的实验知用到的玻璃仪器为：烧杯、漏斗、玻璃棒；故填：硫，玻璃棒、漏斗；
（5）测定气体体积时水准管的水面如高于量气管的水面，则测得气体的体积小于实际体积，造成据此计算得出固体M中铁的质量比实际偏小，使测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和．故填：BC．

点评 本题主要考查了金属、非金属、酸、碱、盐之间的反应，化学方程式的书写和过滤分离混合物的方法，锻炼了学生根据实验现象，分析问题、解决问题的能力．