硫化钠溶液和氯化铁溶液反应本质的研究

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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：xxx..........

学校：xx市育才中学 指导老师：xxx

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无色透明液体，有臭鸡12 溶液 蛋气味 Na2S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溶液发生水解，溶液呈酸性 Fe3＋+3H2OFe(OH)3+3H＋ FeCl3黄褐色透明液体，无气2 溶液 味 【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

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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】 编操作步骤 现象 号 实取一支洁净的试管，加入5mlPH=2滴入两滴硫化钠溶液，立即产生黑色沉淀，验的氯化铁溶液，逐滴滴加1——3滴振荡后沉淀消失，溶液黄色变浅，有臭鸡蛋① PH=12的硫化钠溶液，振荡试管。 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 实再取一支洁净的试管，加入滴入两滴FeCl3溶液，立即产生黑色沉淀，验5mlPH=12的硫化钠溶液，逐滴滴加振荡后沉淀不消失；再滴入1滴FeCl3溶液，② 1——3滴PH=2的氯化铁溶液，振荡黑色沉淀增多，振荡后沉淀不消失，溶液变试管。 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 溶于酸有H2S产生，加－19 FeS 3.7×10棕黑色/黑褐色块状物 热容易氧化，熔点高，高温加热可得S 黑色固体，常温下易转遇强热则分解成FeS和Fe2S3 1.0×10－88 变为黄绿色 S，遇酸有H2S产生 棕色或红褐色粉末/深Fe(OH)3 1.1×10－36 可溶于酸 棕色絮状沉淀 难溶于水，微溶于酒精，S 淡黄色固体 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。

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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/L H2SO4溶液、1mol/L KSCN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

硫化钠溶液 水洗 酸化 滤渣Ⅰ 过滤Ⅱ

混合 过滤Ⅰ 滤液Ⅱ 滤渣Ⅱ 检测 滤液Ⅰ 氯化铁溶液 点燃 晾干 水洗

【实验操作、现象和分析】

1. 混合：用量筒分别量取10ml PH=2氯化铁溶液和10ml PH=12硫化钠溶液，置于锥形瓶中，迅速盖上带有导管的橡皮塞，导管插入装有NaOH溶液的试管中（吸收尾气）。

现象记录 原理分析

2.过滤Ⅰ：过滤后滤液Ⅰ几乎为无色，但过一段时间后略变黄色。滤渣Ⅰ开始时是黑色，大约过半个钟后变为黄绿色。（这是一个重大发现！当时真是激动啊，好像居里夫妇发现“镭”了）。真实图片如下：

大约半小时后

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有黑色沉淀，有臭鸡蛋气味，液体为墨绿色的且是浑浊的 可能有FeS沉淀产生，我们猜测还有硫磺产生，只是黑色遮住了，另外还有硫化氢气体产生。