Question

17．為了探究鐵和硫反應產物中鐵的化合價為+2價或+3價或既有+2也有+3價，某同學設計了如下圖所示的實驗過程：（已知硫會溶于熱堿溶液）

請回答以下問題：
（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，從而避免過量的鐵粉與操作③中的反應生成Fe²⁺而干擾實驗驗
（2）反應在“惰性氣體環(huán)境中”進行的原因是防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實驗
（3）操作①是用燒熱的玻璃棒點觸混合粉末，反應即可持續(xù)進行，這說明了硫和鐵粉反應是放熱反應
（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將前面反應過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實驗．
（6）為探究產物中鐵的價態(tài)，需要繼續(xù)對D溶液進行實驗，請寫出操作④的具體操作、現象及結論：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血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說明鐵和硫反應只生成三價鐵；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，說明既生成了三價鐵也生成了亞鐵．

Answer 1

分析 探究鐵和硫反應產物實驗流程：為防止Fe和S被氧氣氧化，鐵粉和硫粉在惰性氣體環(huán)境中反應生成硫化亞鐵，S粉必須要過量，保證鐵粉完全反應，避免過量的鐵粉與硫酸反應生成Fe²⁺而干擾實驗，在黑色固體中加入熱的氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應：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將前面反應過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實驗，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血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說明鐵和硫反應只生成三價鐵；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，說明既生成了三價鐵也生成了亞鐵．
（1）混合粉末A中S粉必須要過量，保證鐵粉完全反應，防止在操作③中過量的鐵粉與硫酸反應生成+2價的鐵干擾實驗產物的檢驗；
（2）鐵能和氧氣反應生成四氧化三鐵，硫和氧氣反應生成二氧化硫，反應在“惰性氣體環(huán)境中”進行防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實驗；
（3）操作①是用燒熱的玻璃棒點觸，該發(fā)應能持續(xù)進行，說明該反應為放熱反應；
（4）硫和熱堿反應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價的鐵和硫氰根離子絡合生成血紅色的硫氰化鐵檢驗+3價的鐵，利用+2價的鐵能使高錳酸根離子褪色檢驗+2價鐵，據此設計實驗．

解答 解：（1）實驗目的：探究鐵和硫反應產物中鐵的化合價為+2價或+3價或既有+2也有+3價，鐵粉和硫粉在惰性氣體環(huán)境中反應生成硫化亞鐵，如果鐵粉過量，過量的鐵粉與硫酸反應生成Fe²⁺而干擾實驗產物的檢驗，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中的反應生成Fe²⁺而干擾實驗驗；
（2）四氧化三鐵為黑色固體，鐵能和氧氣反應生成四氧化三鐵，硫和氧氣反應生成二氧化硫，混合粉末A中S粉反應在“惰性氣體環(huán)境中”進行防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實驗，
故答案為：防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe₃O₄而干擾實驗；
（3）因硫和鐵粉反應是放熱反應，所以用燒熱的玻璃棒點觸，該發(fā)應能持續(xù)進行，
故答案為：硫和鐵粉反應是放熱反應；
（4）在黑色固體中加入熱的氫氧化鉀溶液，發(fā)生反應：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將前面反應過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實驗，
故答案為：防止硫酸中溶解的O₂將前面反應過程中可能生成的Fe²⁺氧化而干擾實驗；
（6）+3價的鐵和硫氰根離子絡合生成血紅色的硫氰化鐵，+2價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血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說明鐵和硫反應只生成三價鐵；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，說明既生成了三價鐵也生成了亞鐵，
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血紅色，而第二支試管高錳酸鉀紫紅色不褪去，說明鐵和硫反應只生成三價鐵；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，說明既生成了三價鐵也生成了亞鐵．

點評 本題考查了鐵和硫反應產物的探究，側重于離子的檢驗的考查，注意掌握鐵、硫及其化合物的性質以及常見物質的檢驗方法，題目難度中等，側重于考查學生的實驗探究能力和對基礎知識的綜合應用能力．