Question

【題目】Na2S可用于制造硫化染料、沉淀水體中的重金屬等。

(1)Na2S溶液中S2-水解的離子方程式為_________。

(2)室溫時(shí)，幾種重金屬離子的硫化物的溶度積常數(shù)如下表：

金屬硫化物	FeS	PbS	CuS	HgS
Ksp	6.3×10－18	1.0×10－28	6.3×10－36	1.6×10－52

①向物質(zhì)的量濃度相同的Fe2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+的混合稀溶液中，逐滴加入Na2S稀溶液，首先沉淀的離子是____。

②用Na2S溶液沉淀廢水中Pb2+，為使Pb2+沉淀完全[c(Pb2＋)≤1×10-6mol/L]，則應(yīng)滿足溶液中c(S2-)≥_____mol/L。

③反應(yīng)Cu2+(aq)+FeS(s)Fe2+(aq)+CuS(s)的平衡常數(shù)K=_______。

(3)測(cè)定某Na2S和NaHS混合樣品中兩者含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1.準(zhǔn)確稱取一定量樣品于燒杯中，加入少量蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容。

步驟2.準(zhǔn)確移取25.00mL上述溶液于錐形瓶中，加入茜素黃GG-百時(shí)香酚藍(lán)混合指示劑，用0.2500mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（Na2S+HCl=NaHS+NaCl）至終點(diǎn)，消耗鹽酸24.00mL；向其中再加入5mL中性甲醛(NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH)和3滴酚酞指示劑，繼續(xù)用0.2500mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(NaOH+HCl=NaCl+H2O)至終點(diǎn)，又消耗鹽酸34.00mL。

計(jì)算原混合物中Na2S與NaHS的物質(zhì)的量之比(寫出計(jì)算過(guò)程)___________。

Answer 1

【答案】S2-+H2OHS-+OH- Hg2+ 1.0×10-22 1.0×1018 n(Na2S)=0.2500mol/L×24.00mL×10-3L/mL=6.000×10-3mol，n(NaHS)=0.2500mol/L×(34.00－24.00)×10-3L/mL=2.500×10-3mol，

n(Na2S)∶n(NaHS)=6.000×10－3mol∶2.500×10－3mol=12∶5

【解析】

(1)Na2S是強(qiáng)堿弱酸鹽，由于H2S是二元弱酸，所以在溶液中S2-水解是分步進(jìn)行的；

(2)①難溶性的物質(zhì)構(gòu)型相同時(shí)，溶度積常數(shù)越小，先形成其沉淀；

②溶液中c(Pb2＋)·c(S2-)≥Ksp(PbS)時(shí)就形成PbS沉淀；

③根據(jù)平衡常數(shù)的定義式，將其變性，并與溶度積常數(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行計(jì)算；

(3)根據(jù)Na2S+HCl=NaHS+NaCl計(jì)算n(Na2S)；根據(jù)NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH和NaOH+HCl=NaCl+H2O可知n(Na2S)與n(NaHS)的和，兩者相減可得n(NaHS)的物質(zhì)的量，進(jìn)而可得兩者物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。

(1)Na2S是強(qiáng)堿弱酸鹽，由于H2S是二元弱酸，所以在溶液中S2-水解是分步進(jìn)行的，首先是S2-水解產(chǎn)生HS-，然后是水解產(chǎn)生的HS-進(jìn)一步水解產(chǎn)生H2S，主要發(fā)生第一步水解反應(yīng)，水解的離子方程式為：S2-+H2OHS-+OH-；

(2)①Fe2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+都是+2價(jià)的金屬陽(yáng)離子，由于它們的濃度相同，因此向該溶液中加入Na2S溶液時(shí)，溶度積常數(shù)越小，形成沉淀越容易。根據(jù)重金屬離子的硫化物的溶度積常數(shù)表可知HgS的最小，因此首先形成的是HgS沉淀；

②用Na2S溶液沉淀廢水中Pb2+，使Pb2+沉淀完全，這時(shí)溶液中c(Pb2＋)≤1×10-6mol/L，由于當(dāng)c(Pb2＋)·c(S2-)≥Ksp(PbS)時(shí)就可以形成PbS沉淀，所以c(S2-)≥1.0×10－28÷1.0×10-6=1.0×10－22mol/L；

③反應(yīng)Cu2+(aq)+FeS(s)Fe2+(aq)+CuS(s)的平衡常數(shù)K==1.0×1018；

(3)根據(jù)發(fā)生反應(yīng)Na2S+HCl=NaHS+NaCl消耗HCl可知：在25mL溶液中含有Na2S的物質(zhì)的量為n(Na2S)= 0.2500mol/L×24.00mL×10-3L/mL=6.000×10-3mol，再根據(jù)NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH及NaOH+HCl=NaCl+H2O反應(yīng)消耗的HCl的體積可知25mL溶液中n(Na2S)與n(NaHS)的和為0.2500mol/L×34.00mL×10-3L/mL=8.500×10-3mol，則該溶液中含有NaHS的物質(zhì)的量為n(NaHS)= 8.500×10-3mol-6.000×10-3mol=2.500×10-3mol，所以n(Na2S)：n(NaHS)= 6.000×10-3mol：2.500×10-3mol=12∶5。溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量的比與所取溶液體積無(wú)關(guān)，因此原溶液中n(Na2S)：n(NaHS)= 12∶5。