某小組探究Fe2S3的制備。配制0.1mol?L-1的FeCl3溶液和0.1mol?L-1的Na2S溶液備用。
【查閱資料】
i.FeS、Fe2S3均為黑色固體,難溶于水。
ii.Fe3++6F-?[FeF6]3-,[FeF6]3-為無色離子。
iii.硫單質(zhì)微溶于乙醇,難溶于水。
【設(shè)計并實施實驗】
編號 |
實驗一 |
實驗二 |
操作 |
1.0mL0.1mol?L-1Na2S溶液
|
0.5mL0.1mol?L-1FeCl3溶液 |
現(xiàn)象 |
迅速產(chǎn)生黑色沉淀a,振蕩后黑色沉淀溶解,并產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體,最終得到棕黃色濁液X |
產(chǎn)生棕黑色沉淀 |
(1)實驗一中,根據(jù)復分解反應(yīng)規(guī)律推測,生產(chǎn)黑色沉淀a的離子方程式為
2Fe3++3S2-=Fe2S3
2Fe3++3S2-=Fe2S3
。
(2)進一步檢驗濁液X的組成,過程如圖1所示。
①通過對濁液X組成的檢驗,推測實驗一的黑色沉淀a溶解過程中有氧化還原反應(yīng)發(fā)生,實驗證據(jù)是
離心后有黃色固體產(chǎn)生,該固體為S單質(zhì),說明存在氧化還原反應(yīng)
離心后有黃色固體產(chǎn)生,該固體為S單質(zhì),說明存在氧化還原反應(yīng)
。
②經(jīng)檢測,黑色固體b的主要成分為FeS。甲同學認為,F(xiàn)eS是由紅褐色清液中的Fe
2+與加入的S
2-反應(yīng)產(chǎn)生的。乙同學認為該解釋不嚴謹,理由是
三價鐵離子具有氧化性,少量的情況下被硫離子還原后,也會產(chǎn)生FeS
三價鐵離子具有氧化性,少量的情況下被硫離子還原后,也會產(chǎn)生FeS
。
(3)實驗二制得了Fe
2S
3,但其中含少量Fe(OH)
3。
①生成Fe(OH)
3的離子方程式為
Fe3++3S2-+3H2O=Fe(OH)3↓+3HS-
Fe3++3S2-+3H2O=Fe(OH)3↓+3HS-
。
②從化學反應(yīng)速率角度推測實驗二的棕黑色沉淀中不含S的原因:
三價鐵離子與硫離子迅速產(chǎn)生Fe2S3沉淀,導致鐵離子濃度降低,氧化性降低
三價鐵離子與硫離子迅速產(chǎn)生Fe2S3沉淀,導致鐵離子濃度降低,氧化性降低
。
實驗三小組同學進行如圖2所示的改進實驗。經(jīng)檢驗,黑色沉淀c為純凈的Fe
2S
3。
(4)實驗三中,由無色清液生成Fe
2S
3的離子方程式為
2[FeF6]3-+3S2-=Fe2S3+12F-
2[FeF6]3-+3S2-=Fe2S3+12F-
。
【反思評價】
(5)對比三個實驗,實驗三能成功制備Fe
2S
3的原因是
實驗三形成[FeF6]3-,通過微弱電離提供鐵離子,既可以保證用量,也可以降低濃度
實驗三形成[FeF6]3-,通過微弱電離提供鐵離子,既可以保證用量,也可以降低濃度
。