硫化钠溶液与氯化铁溶液反应本质的研究(有实验过程)

硫化钠溶液与氯化铁溶液反应本质的研究（有实验过程）

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】Na

2S溶液、FeCl

3

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

Na

2

S 溶液无色透明液体，有臭鸡

蛋气味

12 Na

2

S溶液发生水解，溶液呈碱性，

有少量硫化氢挥发出来。

S2－+H

2

O HS－+OH－

HS－+H

2

O H

2

S+OH－

FeCl

3溶液黄褐色透明液体，无气

味

2 FeCl

3

溶液发生水解，溶液呈酸性

Fe3＋+3H

2

O Fe(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：

3Na

2S+2FeCl

3

+6H

2

O=2Fe(OH)

3

↓+3H

2

S↑+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】Na

2S溶液、FeCl

3

溶液

【实验步骤和现象】

【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：

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Fe

2S

3

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Fe

2S

3

。理由是Fe

2

S

3

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】FeCl

3溶液、Na

2

S溶液、4mol/L H

2

SO

4

溶液、1mol/L KSCN溶液、K

3

Fe(CN)

6

溶液、饱和CuSO

4溶液、蒸馏水、NaOH溶液、酸化的AgNO

3

溶液

【实验流程】

硫化钠溶液

氯化铁溶液

【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 有黑色沉淀，有臭鸡蛋气味，液体为墨绿色的且是浑浊的

原理分析

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。

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

分析：滤液Ⅰ可能有浓度极低的亚铁离子；滤渣Ⅰ的颜色变化说明了黑色沉淀含Fe 2S 3 3.酸化：酸化时有强烈的臭鸡蛋气味，黑色沉淀很快变为乳白色浑浊液（略带米黄色）。 分析：黑色沉淀和硫酸发生了反应，产生了硫化氢气体，浑浊液中的沉淀（估计是硫）是原来就有的还是酸化时产生的呢？

4.过滤Ⅱ：过滤后滤液Ⅱ为无色。滤渣Ⅱ为淡黄色。

混合 过滤Ⅰ 酸化

滤渣Ⅰ 滤液Ⅰ 水洗 过滤Ⅱ 滤渣Ⅱ 滤液Ⅱ 检测

水洗 晾干 点燃