Question

11．為了探究鐵和硫反應(yīng)產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)或+3價(jià)或既有+2也有+3價(jià)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)過程：（已知硫會(huì)溶于熱堿溶液）

請(qǐng)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(yīng)，從而避免過量的鐵粉與操作③中的反應(yīng)生成Fe²⁺而干擾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)．
（2）反應(yīng)在“惰性氣體環(huán)境中”進(jìn)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(shí)驗(yàn)．
（3）操作①是用燒熱的玻璃棒點(diǎn)觸混合粉末，反應(yīng)即可持續(xù)進(jìn)行，這說(shuō)明了硫和鐵粉反應(yīng)是放熱反應(yīng)．
（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(yīng)過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實(shí)驗(yàn)．
（6）為探究產(chǎn)物中鐵的價(jià)態(tài)，需要繼續(xù)對(duì)D溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫出操作④的具體操作、現(xiàn)象及結(jié)論：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(xiàn)血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說(shuō)明鐵和硫反應(yīng)只生成三價(jià)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(shuō)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(shuō)明既生成了三價(jià)鐵也生成了亞鐵．

Answer 1

分析 為防止Fe和S被氧氣氧化，鐵粉和硫粉在惰性氣體環(huán)境中反應(yīng)生成硫化亞鐵，S粉必須要過量，保證鐵粉完全反應(yīng)，避免過量的鐵粉與硫酸反應(yīng)生成Fe²⁺而干擾實(shí)驗(yàn)，在黑色固體中加入熱的氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：3S+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，除去混合物中過量的硫粉，將稀硫酸煮沸防止硫酸中溶解的O₂將前面反應(yīng)過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實(shí)驗(yàn)，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(xiàn)血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說(shuō)明鐵和硫反應(yīng)只生成三價(jià)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(shuō)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(shuō)明既生成了三價(jià)鐵也生成了亞鐵．
（1）混合粉末A中S粉必須要過量，保證鐵粉完全反應(yīng)，防止在操作③中過量的鐵粉與硫酸反應(yīng)生成+2價(jià)的鐵干擾實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的檢驗(yàn)；
（2）鐵能和氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，反應(yīng)在“惰性氣體環(huán)境中”進(jìn)行防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實(shí)驗(yàn)；
（3）操作①是用燒熱的玻璃棒點(diǎn)觸，該發(fā)應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（4）硫和熱堿反應(yīng)生成水和易溶于水的硫化鉀和亞硫酸鉀；
（5）氧氣能氧化亞鐵離子，操作③中稀硫酸煮沸的目的排除氧氣的干擾；
（6）利用+3價(jià)的鐵和硫氰根離子絡(luò)合生成血紅色的硫氰化鐵檢驗(yàn)+3價(jià)的鐵，利用+2價(jià)的鐵能使高錳酸根離子褪色檢驗(yàn)+2價(jià)鐵，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：為防止Fe和S被氧氣氧化，鐵粉和硫粉在惰性氣體環(huán)境中反應(yīng)生成硫化亞鐵，S粉必須要過量，保證鐵粉完全反應(yīng)，避免過量的鐵粉與硫酸反應(yīng)生成Fe²⁺而干擾實(shí)驗(yàn)，在黑色固體中加入熱的氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：3S+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，除去混合物中過量的硫粉，將稀硫酸煮沸防止硫酸中溶解的O₂將前面反應(yīng)過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實(shí)驗(yàn)，取少量的D溶液于兩支小試管中，向第一支試管中滴加少量KSCN溶液，向第二支試管中滴加少量酸性高錳酸鉀溶液．
如果第一支試管出現(xiàn)血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說(shuō)明鐵和硫反應(yīng)只生成三價(jià)鐵；如果第一支試管不變血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色褪去，說(shuō)明只生成亞鐵；如果第一支試管變血紅色，第二支試管紫紅色也褪去，說(shuō)明既生成了三價(jià)鐵也生成了亞鐵．
（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄胯F和硫反應(yīng)產(chǎn)物中鐵的化合價(jià)為+2價(jià)或+3價(jià)或既有+2也有+3價(jià)，鐵粉和硫粉在惰性氣體環(huán)境中反應(yīng)生成硫化亞鐵，如果鐵粉過量，過量的鐵粉與硫酸反應(yīng)生成Fe²⁺而干擾實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的檢驗(yàn)，所以混合粉末A中S粉必須要過量，
故答案為：過量的鐵粉與操作③中的反應(yīng)生成Fe²⁺而干擾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)；
（2）四氧化三鐵為黑色固體，鐵能和氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，混合粉末A中S粉反應(yīng)在“惰性氣體環(huán)境中”進(jìn)行防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實(shí)驗(yàn)，
故答案為：防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實(shí)驗(yàn)；
（3）因硫和鐵粉反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以用燒熱的玻璃棒點(diǎn)觸，該發(fā)應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行，
故答案為：硫和鐵粉反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（4）在黑色固體中加入熱的氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應(yīng)：3S+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，除去混合物中過量的硫粉，
故答案為：除去混合物中過量的硫粉；
（5）操作③中稀硫酸煮沸，排出溶解在其中的氧氣，防止硫酸中溶解的O₂將前面反應(yīng)過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實(shí)驗(yàn)，
故答案為：防止硫酸中溶解的O₂將前面反應(yīng)過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實(shí)驗(yàn)；
（6）+3價(jià)的鐵和硫氰根離子絡(luò)合生成血紅色的硫氰化鐵，+2價(jià)的鐵能使高錳酸根離子褪色，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(xiàn)血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說(shuō)明鐵和硫反應(yīng)只生成三價(jià)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(shuō)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(shuō)明既生成了三價(jià)鐵也生成了亞鐵，
故答案為：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(xiàn)血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說(shuō)明鐵和硫反應(yīng)只生成三價(jià)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(shuō)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(shuō)明既生成了三價(jià)鐵也生成了亞鐵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，涉及鐵和硫反應(yīng)產(chǎn)物的探究，為高考常見題型，側(cè)重于離子的檢驗(yàn)的考查，注意掌握鐵、硫及其化合物的性質(zhì)以及常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．