Question

1．某小组同学欲探究0.1mol/L Fe³⁺溶液与 0.1mol/L S^2-溶液的反应．小组同学先进行理论预测，提出如下三种可能：
a． Fe³⁺与 S^2-发生复分解反应
b． Fe³⁺与 S^2-发生氧化还原反应
c． Fe³⁺与 S^2-发生互促水解反应
（1）依据预测a 写出该反应的离子方程式2Fe³⁺+3S^2-=Fe₂S₃↓
（2）将预测b补充完整氧化还原，说明预测依据Fe³⁺中Fe元素处于高价，可以降低，体现氧化性；S^2-中S元素处于低价，可以升高，体现还原性，两者有可能发生氧化还原反应．
在进行实验验证前，先进行资料收集，得到如表信息：

物质	颜色	水中溶解性
Fe2S3	黑色	难溶于水
FeS	黑褐色	难溶于水

进行如表实验：

实验步骤	操作	现象	备注
1	向2mL 0.1mol/L氯化铁溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 硫化钠溶液	产生黑色沉淀，立即变为黄色沉淀，未见其它明显现象	自始至终都未见红褐色沉淀
2	继续滴加3滴0.1mol/L 硫化钠溶液	同上
3	继续滴加0.1mol/L 硫化钠溶液至过量	产生黑色沉淀，振荡后静置，未发现明显变化

（3）写出黑色沉淀转变为黄色沉淀的离子方程式Fe₂S₃+4Fe³⁺=3S↓+6Fe²⁺．为进一步探究反应实质，该组同学进行了如下实验：

实验步骤	操作	现象
4	向2mL 0.1mol/L硫化钠溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 氯化铁溶液	产生黑色沉淀，未见其它明显现象
5	继续滴加3滴0.1mol/L 氯化铁溶液	同上
6	继续滴加0.1mol/L 氯化铁溶液至过量	同上

（4）步骤4与步骤1现象不同的原因可能是Fe³⁺量不足，不能氧化Fe₂S₃，而且体系中S^2-不能还原Fe₂S₃，所以不能生成S
（5）有同学认为步骤3中产生的黑色沉淀中可能有FeS．请判断他的想法是否合理并说明理由合理，依据实验现象，发现黑色沉淀不再转化为黄色硫沉淀，说明由于反应进行，造成Fe³⁺浓度降低，不足以氧化Fe₂S₃，Fe²⁺可能直接与S^2-生成FeS
（6）依据以上实验现象，可得出结论：Fe³⁺与S^2-发生复分解反应．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺与 S^2-发生复分解反应生成Fe₂S₃；
（2）根据Fe³⁺中Fe元素处于高价，具有强氧化性，S^2-中S元素处于低价，具有强还原性，可发生氧化还原反应判断；
（3）步骤1向2mL 0.1mol/L氯化铁溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 硫化钠溶液，氯化铁溶液过量，产生黑色沉淀即为Fe₂S₃，立即变为黄色沉淀即S，说明Fe₂S₃被过量的氯化铁溶液氧化成硫单质；
（4）步骤4向2mL 0.1mol/L硫化钠溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 氯化铁溶液，氯化铁溶液少量，不能将Fe₂S₃氧化成硫单质，而且体系中S^2-不能还原Fe₂S₃生成S；
（5）步骤3向2mL 0.1mol/L氯化铁溶液中逐滴滴入0.1mol/L 硫化钠溶液至过量，产生黑色沉淀不再转化为黄色硫沉淀，说明由于反应进行，造成Fe³⁺浓度降低，不足以氧化Fe₂S₃，则生成的Fe²⁺可能直接与S^2-生成FeS沉淀；
（6）综合以上分析解答，可得出结论：Fe³⁺与 S^2-发生复分解反应．

解答 解：（1）Fe³⁺与 S^2-发生复分解反应生成Fe₂S₃，离子方程式为：2Fe³⁺+3S^2-=Fe₂S₃↓，故答案为：2Fe³⁺+3S^2-=Fe₂S₃↓；
（2）因为Fe³⁺中Fe元素处于高价，具有强氧化性，S^2-中S元素处于低价，具有强还原性，可发生氧化还原反应，故答案为：氧化还原反应； Fe³⁺中Fe元素处于高价，可以降低，体现氧化性； S^2-中S元素处于低价，可以升高，体现还原性，两者有可能发生氧化还原反应；
（3）步骤1向2mL 0.1mol/L氯化铁溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 硫化钠溶液，氯化铁溶液过量，首先产生黑色沉淀即为Fe₂S₃，立即变为黄色沉淀即S，说明Fe₂S₃被过量的氯化铁溶液氧化成硫单质，则黑色沉淀转变为黄色沉淀的离子方程式为：Fe₂S₃+4Fe³⁺=3S↓+6Fe²⁺，故答案为：Fe₂S₃+4Fe³⁺=3S↓+6Fe²⁺；
（4）步骤4向2mL 0.1mol/L硫化钠溶液中逐滴滴入3滴0.1mol/L 氯化铁溶液，氯化铁溶液少量，不能将Fe₂S₃氧化成硫单质，而且体系中S^2-不能还原Fe₂S₃生成S，所以只产生黑色沉淀，未见其它明显现象，则步骤4与步骤1现象不同的原因可能是Fe³⁺量不足，不能氧化Fe₂S₃，而且体系中S^2-不能还原Fe₂S₃，所以不能生成S，故答案为：Fe³⁺量不足，不能氧化Fe₂S₃，而且体系中S^2-不能还原Fe₂S₃，所以不能生成S；
（5）步骤3向2mL 0.1mol/L氯化铁溶液中逐滴滴入0.1mol/L 硫化钠溶液至过量，产生黑色沉淀不再转化为黄色硫沉淀，说明由于反应进行，造成Fe³⁺浓度降低，不足以氧化Fe₂S₃，则开始Fe³⁺氧化Fe₂S₃生成的Fe²⁺可能直接与S^2-生成FeS沉淀，所以步骤3中产生的黑色沉淀中可能有FeS，故答案为：合理，依据实验现象，发现黑色沉淀不再转化为黄色硫沉淀，说明由于反应进行，造成Fe³⁺浓度降低，不足以氧化Fe₂S₃，Fe²⁺可能直接与S^2-生成FeS；
（6）综合以上分析解答，可得出结论：Fe³⁺与 S^2-发生复分解反应，故答案为：Fe³⁺与 S^2-发生复分解反应．

点评 本题考查了Fe³⁺与 S^2-之间的反应探究，题目难度中等，注意掌握实验方案设计与评价的原则，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．