Question

【题目】为了探究铁和硫反应产物中铁的化合价为+2价或+3价或既有+2也有+3价，某同学设计了如下图所示的实验过程：（已知硫会溶于热碱溶液）

请回答以下问题：

（1）混合粉末A中S粉必须要过量，其原因是为了保证铁粉完全反应，从而避免_____。

（2）反应在“惰性气体环境中”进行的原因是______________________。

（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，这说明了_______。

（4）操作②的作用是________________________________________。

（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是____________________________________。

（6）为探究产物中铁的价态，需要继续对D溶液进行实验，请写出操作④的具体操作、现象及结论：__________________________________________。

Answer 1

【答案】 过量的铁粉与操作③中的反应生成Fe3+及过量的硫酸反应生成Fe2+而干扰实验验 防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干扰实验 硫和铁粉反应是放热反应 除去混合物中过量的硫粉 防止硫酸中溶解的O2将前面反应过程中可能生成的Fe2+氧化而干扰实验 取少量的D溶液于两支小试管中，向第一支试管中滴加少量KSCN溶液，向第二支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液．如果第一支试管出现血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色不褪去，说明铁和硫反应只生成三价铁；如果第一支试管不变血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色褪去，说明只生成亚铁；如果第一支试管变血红色，第二支试管紫红色也褪去，说明既生成了三价铁也生成了亚铁

【解析】试题分析：由实验过程可知，铁粉和硫粉在惰性气体中混合加热后，得到了黑色的固体。该固体中可能剩余的硫经热碱溶液溶解后，与稀硫酸反应得到溶液D，最后对D溶液进行检验，确定产物中铁元素的价态。

（1）混合粉末A中S粉必须要过量，其原因是为了保证铁粉完全反应，从而避免过量的铁粉与操作③可能生成的Fe3+及硫酸反应生成Fe2+而干扰实验验。

（2）反应在“惰性气体环境中”进行的原因是防止Fe和S被氧化，尤其是Fe被氧化成Fe3O4而干扰实验。

（3）操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，这说明了硫和铁粉反应是放热反应。

（4）操作②的作用是除去混合物中过量的硫粉。

（5）操作③中稀硫酸煮沸的目的是防止硫酸中溶解的O2将前面反应过程中可能生成的Fe2+氧化而干扰实验。

（6）为探究产物中铁的价态，需要继续对D溶液进行实验，操作④的具体操作、现象及结论为：取少量的D溶液于两支小试管中，向第一支试管中滴加少量KSCN溶液，向第二支试管中滴加少量酸性高锰酸钾溶液．如果第一支试管出现血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色不褪去，说明铁和硫反应只生成三价铁；如果第一支试管不变血红色，而第二支试管高锰酸钾紫红色褪去，说明只生成亚铁；如果第一支试管变血红色，第二支试管紫红色也褪去，说明既生成了三价铁也生成了亚铁。