（13分）铁是生活中的常见金属 也是高中所学的过渡元素 由于其结构特点 在与其化物质反应时往往表现出
（13分）铁是生活中的常见金属，也是高中所学的过渡元素，由于其结构特点，在与其化物质反应时往往表现出不同的价态。某研究性学习小组对铁和硫反应产物中铁的化合价进行了探究，并设计了以下实验，其实验的步骤为： 步骤一：将铁粉和硫粉按一定质量比混合，如图所示在氮气环境中，加热后反立即可发生并持续进行，冷却后得到黑色固体。 步骤二：取黑色固体少许，加入浓NaOH溶液并稍稍加热，冷却后过滤，得到黑色滤渣。 在取得黑色滤渣后，同学们经过讨论分析，对其成分提出了各种猜想，其中代表性的为： 猜想一：由于硫和氧是同一主族元素，所以黑色固体的可能是Fe3S4 猜想二：硫和氧虽是同一主族元素，但硫的非金属性弱，则黑色固体为FeS 为了验证以上猜想又进行了以下操作： 步骤三：在滤渣中加入已煮沸的稀硫酸。 步骤四：取步骤三所得溶液少许，……。 请回答下列问题： （1）查阅资料：实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应得氮气。请写出该反应的离子方程式： 。 （2）实验中通入氮气的作用 。 （3）若猜想一正确，则步骤三应该观察到试管内有 出现（填实验现象）。 （4）若猜想二正确，请完成步骤四的实验操作、现象和结论 。 （5）步骤一中铁粉和硫粉的混合粉末中硫要过量些，其原因是 。 （6）步骤二中加入浓NaOH溶液并稍稍加热的目的是 。 |
参考解答
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2025-02-23 00:33:26
(1)NH4+ + NO2-  N2↑+2H2O (2分)(2)赶走装置中的空气 (2分) (3)有白色浑浊出现 (2分) (4)取步骤三所得溶液少许，滴加KSCN溶液，若溶液不显红色，再向溶液中滴加少量氯水，溶液显红色，证明原溶液中只含有Fe2+，则黑色固体中铁的化合价为+2价。(3分) (5)防止未反应的铁与稀硫酸反应生成Fe2+干扰实验 (2分) (6)除去未反应的硫 (2分) |
（1）氮元素发生了归中反应：NH4+ + NO2-  N2↑+2H2O（2）防止铁粉或硫粉被氧气氧化 （3）固体溶液产生的铁离子与硫化氢生成硫单质：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋，有淡黄色或乳白色浑浊出现 （4）也就是亚铁离子的检验（FeS＋2H＋=Fe2＋＋H2S↑）： 取步骤三所得溶液少许，滴加KSCN溶液，若溶液不显红色，再向溶液中滴加少量氯水，溶液显红色，证明原溶液中只含有Fe2+，则黑色固体中铁的化合价为+2价 （5）在步骤三中固体中加酸，需要通过对Fe2+的检验来判定FeS，而铁可以与酸产生Fe2+，所以必须使硫粉过量 （6）过量的硫可溶于碱液：3S＋6OH－=S2－＋SO32－＋3H2O |
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