Question

【题目】Na2S可用于制造硫化染料、沉淀水体中的重金属等。

(1)Na2S溶液中S2-水解的离子方程式为_________。

(2)室温时，几种重金属离子的硫化物的溶度积常数如下表：

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

①向物质的量浓度相同的Fe2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+的混合稀溶液中，逐滴加入Na2S稀溶液，首先沉淀的离子是____。

②用Na2S溶液沉淀废水中Pb2+，为使Pb2+沉淀完全[c(Pb2＋)≤1×10-6mol/L]，则应满足溶液中c(S2-)≥_____mol/L。

③反应Cu2+(aq)+FeS(s)Fe2+(aq)+CuS(s)的平衡常数K=_______。

(3)测定某Na2S和NaHS混合样品中两者含量的实验步骤如下：

步骤1.准确称取一定量样品于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至500mL容量瓶中定容。

步骤2.准确移取25.00mL上述溶液于锥形瓶中，加入茜素黄GG-百时香酚蓝混合指示剂，用0.2500mol/L盐酸标准溶液滴定（Na2S+HCl=NaHS+NaCl）至终点，消耗盐酸24.00mL；向其中再加入5mL中性甲醛(NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH)和3滴酚酞指示剂，继续用0.2500mol/L盐酸标准溶液滴定(NaOH+HCl=NaCl+H2O)至终点，又消耗盐酸34.00mL。

计算原混合物中Na2S与NaHS的物质的量之比(写出计算过程)___________。

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是强碱弱酸盐，由于H2S是二元弱酸，所以在溶液中S2-水解是分步进行的；

(2)①难溶性的物质构型相同时，溶度积常数越小，先形成其沉淀；

②溶液中c(Pb2＋)·c(S2-)≥Ksp(PbS)时就形成PbS沉淀；

③根据平衡常数的定义式，将其变性，并与溶度积常数结合起来进行计算；

(3)根据Na2S+HCl=NaHS+NaCl计算n(Na2S)；根据NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH和NaOH+HCl=NaCl+H2O可知n(Na2S)与n(NaHS)的和，两者相减可得n(NaHS)的物质的量，进而可得两者物质的物质的量之比。

(1)Na2S是强碱弱酸盐，由于H2S是二元弱酸，所以在溶液中S2-水解是分步进行的，首先是S2-水解产生HS-，然后是水解产生的HS-进一步水解产生H2S，主要发生第一步水解反应，水解的离子方程式为：S2-+H2OHS-+OH-；

(2)①Fe2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+都是+2价的金属阳离子，由于它们的浓度相同，因此向该溶液中加入Na2S溶液时，溶度积常数越小，形成沉淀越容易。根据重金属离子的硫化物的溶度积常数表可知HgS的最小，因此首先形成的是HgS沉淀；

②用Na2S溶液沉淀废水中Pb2+，使Pb2+沉淀完全，这时溶液中c(Pb2＋)≤1×10-6mol/L，由于当c(Pb2＋)·c(S2-)≥Ksp(PbS)时就可以形成PbS沉淀，所以c(S2-)≥1.0×10－28÷1.0×10-6=1.0×10－22mol/L；

③反应Cu2+(aq)+FeS(s)Fe2+(aq)+CuS(s)的平衡常数K==1.0×1018；

(3)根据发生反应Na2S+HCl=NaHS+NaCl消耗HCl可知：在25mL溶液中含有Na2S的物质的量为n(Na2S)= 0.2500mol/L×24.00mL×10-3L/mL=6.000×10-3mol，再根据NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH及NaOH+HCl=NaCl+H2O反应消耗的HCl的体积可知25mL溶液中n(Na2S)与n(NaHS)的和为0.2500mol/L×34.00mL×10-3L/mL=8.500×10-3mol，则该溶液中含有NaHS的物质的量为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。溶液中溶质的物质的量的比与所取溶液体积无关，因此原溶液中n(Na2S)：n(NaHS)= 12∶5。