硫化钠溶液与氯化铁溶液反应的本质的研究(育才中学李珊等)VIP免费

硫化钠溶液与氯化铁溶液反应本质的研究硫化钠溶液与氯化铁溶液反应本质的研究研究成员：李珊、李廷辉、彭紫君、汤瑞茵、邱杰、黄炜东学校：广州市育才中学指导老师：姜宏飞一、研究目的（1）了解硫化钠、氯化铁分别在水溶液中发生水解反应的情况。（2）研究将硫化钠溶液加入氯化铁溶液中，将氯化铁溶液加入硫化钠溶液中，分别发生什么现象，判断发生了哪些反应，总结两种溶液之间反应的本质。二、研究方案我们首先通过了解硫化钠、氯化铁的性质，对两个反应物的反应进行猜测。再通过一系列的方法设计实验，对可能生成的物质进行检验，继而反推发生了什么类型的反应再做出相关的总结。对此，我们在摸索中相继设计了以下的实验：实验一：硫化钠溶液和氯化铁溶液性质初探实验二：硫化钠溶液和氯化铁溶液反应现象观察和分析实验三：硫化钠溶液和氯化铁溶液反应产物的探究实验四：探究溶液的酸碱性对硫化钠溶液和氯化铁溶液反应的影响实验五：其他金属阳离子和硫化钠溶液的反应情况探究三、研究过程实验一：硫化钠溶液和氯化铁溶液性质初探【实验仪器】PH试纸、玻璃皿、玻璃棒【实验试剂】Na2S溶液、FeCl3溶液【实验操作】观察未知浓度的硫化钠溶液和氯化铁溶液并分别测定其PH，结果如下：物质外观PH解释Na2S溶液无色透明液体，有臭鸡蛋气味12Na2S溶液发生水解，溶液呈碱性，有少量硫化氢挥发出来。S2－+H2OHS－+OH－HS－+H2OH2S+OH－FeCl3溶液黄褐色透明液体，无气味2FeCl3溶液发生水解，溶液呈酸性Fe3＋+3H2OFe(OH)3+3H＋【分析与讨论】根据上述情况，我们预测硫化钠溶液和氯化铁溶液发生双水解反应，如下：3Na2S+2FeCl3+6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2S↑+6NaCl预测现象：有红棕色沉淀产生，有无色臭鸡蛋气味的气体产生。事实情况如何呢？我们决定动手实验一下。实验二：硫化钠溶液和氯化铁溶液反应现象观察和分析【实验仪器】试管、胶头滴管、量筒【实验试剂】Na2S溶液、FeCl3溶液【实验步骤和现象】编号操作步骤现象实验①取一支洁净的试管，加入5mlPH=2的氯化铁溶液，逐滴滴加1——3滴PH=12的硫化钠溶液，振荡试管。滴入两滴硫化钠溶液，立即产生黑色沉淀，振荡后沉淀消失，溶液黄色变浅，有臭鸡蛋气味；再滴入1滴硫化钠溶液，又产生黑色沉淀，振荡后沉淀又消失，溶液变为乳黄色，有臭鸡蛋气味实验②再取一支洁净的试管，加入5mlPH=12的硫化钠溶液，逐滴滴加1——3滴PH=2的氯化铁溶液，振荡试管。滴入两滴FeCl3溶液，立即产生黑色沉淀，振荡后沉淀不消失；再滴入1滴FeCl3溶液，黑色沉淀增多，振荡后沉淀不消失，溶液变为墨绿色。没有明显的臭鸡蛋气味。【分析与讨论】沉淀颜色并不是我们预测的红棕色，而是黑色！黑色沉淀是什么呢？为此我们上网查找了到如下一些资料：物质溶度积（Ksp）外观相关性质FeS3.7×10－19棕黑色/黑褐色块状物溶于酸有H2S产生，加热容易氧化，熔点高，高温加热可得SFe2S31.0×10－88黑色固体，常温下易转变为黄绿色遇强热则分解成FeS和S，遇酸有H2S产生Fe(OH)31.1×10－36棕色或红褐色粉末/深棕色絮状沉淀可溶于酸S淡黄色固体难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳等有机溶剂，可燃。根据实验现象和资料，我们有如下一些猜测：猜测一：黑色沉淀是FeS和S的混合物，黑色遮住了黄色。没有Fe2S3的理由是：它如同碳酸铝一样在水中不存在。猜测二：黑色沉淀是FeS,S和Fe(OH)3的混合物。理由除了“猜测一”中表述的还有：在“实验①”中有臭鸡蛋气味，说明发生了“双水解”，那就会产生Fe(OH)3猜测三：黑色沉淀是Fe2S3。理由是Fe2S3的Ksp极小，远远小于FeS和Fe(OH)3到底哪种猜测正确呢？而且“实验①”中产生的黑色沉淀振荡后为什么又消失了？另外，滴入的顺序和用量不同，为什么现象不一样？我们决定继续设计实验方案探究。实验三：硫化钠溶液和氯化铁溶液反应产物的探究【实验仪器】锥形瓶、导管、漏斗、铁架台、烧杯、滤纸、PH试纸、玻璃棒，有孔的橡皮塞、胶头滴管，玻璃皿，药匙，量筒、燃烧匙、酒精灯【实验药品】FeCl3溶液、Na2S溶液、4mol/LH2SO4溶液、1mol/LKSCN溶液、K3Fe(CN)6溶液、饱和CuSO4溶液、蒸馏水、NaOH溶液、酸化的AgNO3溶液【实验流程】蒸馏水硫酸硫化...